Минералы-микропримеси соляных пород Верхнекамского месторождения солей

курсовая работа

1. Общая характеристика Верхнекамского месторождения

Верхнекамское месторождение калийных и магниевых солей находится в пределах Пермского края на левом берегу р. Камы (рис. 1). Месторождение комплексное; на его основе ведётся добыча сильвинитов (сырьё для производства калийных удобрений), карналлита (получение искусственного карналлита для магниевой промышленности), каменной соли (технической, кормовой, пищевой) и рассолов (сырьё для производства соды, энергетической промышленности). Геологические запасы месторождения огромны и оцениваются по карналлитовой породе в 96,4 млрд. т, по сильвинитам - 113,2 млрд. т, по каменной соли - 4650 млрд. т [7].

Верхнекамское месторождение солей приурочено к центральной части Соликамской впадины Предуральского краевого прогиба. Соляная толща имеет форму линзы площадью около 8,1 тыс. км2, прослеживается в меридиональном направлении на 205 км, в широтном - до 55 км. Внутри контура соляной толщи расположена многопластовая залежь калийно-магниевых солей протяжённостью 135 км при ширине до 41 км. Площадь основной части калийной залежи - 3,7 тыс. км2 [7].

Рис. 1. Географическое положение ВКМС (штриховкой отмечена площадь развития соляной залежи, по А. И. Кудряшову, 2001)

1.1 Стратиграфия

Геологический разрез Соликамской впадины наиболее полно изучен опорной (скв. 1-ОП, глубина 2973 м) и нефтепоисковыми скважинами. Ими вскрыты породы кудымкарской свиты (Vkd) валдайской серии вендского комплекса, представленные алевролитами неравномерноглинистыми, ангидритизированными, с обугленными растительными остатками; аргиллитами слюдистыми, зеленовато-серыми и буро-коричневыми, песчанистыми; песчаниками косослоистыми, реже массивными, кварцевыми, мелкозернистыми. Вскрытая мощность вендского комплекса 342 м. Выше залегают отложения девонской, каменноугольной, пермской, палеогеновой (?), неогеновой (?) и четвертичной систем [7].

Отложения девонской системы в объеме среднего и верхнего отделов, со стратиграфическим перерывом залегают на породах вендского комплекса. Разрез системы представлен двумя толщами: нижней - терригенной и верхней - карбонатной [7].

Терригенная толща включает отложения эйфельского и живетского ярусов среднего девона, а также франского яруса верхнего девона.

Средний отдел (D2) в нижней части представлен алевролитами, песчаниками и аргиллитами. В верхней части разреза наблюдается переслаивание алевролитов и аргиллитов с редкими прослоями песчаников. Мощность отдела колеблется от 10 до 75 м.

Верхний отдел (D3) представлен отложениями франского и фаменского ярусов.

Нижняя часть разреза франского яруса (D3f) в объеме пашийского и низов таманского горизонтов представлена терригенной пачкой, сложенной алевролитами, песчаниками и аргиллитами. Мощность пачки - от 6 до 30 м.

Разрезы карбонатной части франского яруса (D3f) и отложения фаменского яруса (D3fm) группируются в рифовый и межрифовый типы.

Мощность карбонатной части разреза франского яруса от 95 до 405 м, фаменского -- 70-210 м.

Каменноугольная система представлена нижним, средним и верхним отделами [7]. Нижний отдел включает турнейский, визейский и серпуховский ярусы.

Турнейский ярус (C1t) развит не повсеместно. Разрезы межрифового типа, склонов рифовых сооружений и мелководья постепенно сменяются от карбонатного до карбонатно-терригенного типа разреза.

Мощность турнейского яруса изменяется от 0 до 270 м.

Визейский ярус (C1v). Нижняя часть разреза имеет терригенный состав (аргиллиты, алевролиты, песчаники). Мощность терригенной пачки 10-90 м

Карбонатная часть разреза нижнего отдела каменноугольной системы (верхи визейского яруса и нерасчлененный серпуховский ярус) сложены известняками, доломитами, с желваками ангидрита и кремня. Суммарная мощность карбонатной части разреза визейского яруса и серпуховского яруса изменяется от110до530м.

Средний отдел каменноугольной системы представлен башкирским и московским ярусами.

Башкирский ярус (C2b) сложен известняками. Породы местами доломитизированы и сулъфатизированы. В кровле яруса гравелиты и конглобрекчии. Мощность яруса от 15 до 80 м.

Московский Ярус (C2m) представлен неравномерным переслаиванием известняков, аргиллитов и доломитов. Наблюдается доломитизация, сульфатизация, битуминозность по стилолитовым швам. Мощность яруса 15-305 м.

Верхний отдел каменноугольной системы (С3) сложен преимущественно доломитами с прослоями известняков. Наблюдается слабое окремнение и сульфатизация. Мощность отдела 35-80 м.

Пермская система представлена нижним, и средним отделами [7, с поправками по 11].

Нижнепермские отложения развиты в объеме ассельско-сакмарского, артинского и кунгурского ярусов.

Ассельский и сакмарский ярусы (P1a+s). Нерасчлененные отложения ярусов сложены известняками. Мощность их изменяется от 180 до 450 м.

Артинский ярус (P1ar) по лотологическому составу подразделяется на две пачки: карбонатную и терригенную.

Карбонатная пачка (P1ar1) представлена известняками с обильной фауной. Отмечено их участие в формировании рифовых построек. Мощность пачки от 70 до 220 м.

Терригенная пачка распространена лишь в восточной части Соликамской впадины, где представлена урминской свитой (P1ur) и образует так называемый «артинский терригенный клин», который сложен флишоидно-молассовой толщей аргиллитами, алевролитами и песчаниками с линзами и прослоями конгломератов. Мощность толщи от 120 м на западе до 15000 и более на востоке, в зоне перехода к передовым складкам Урала.

В западной части Соликамской впадины урминская свита фациально сменяется на глинистые известняки, мергели и доломиты дивьинской свиты (P1dv). Мощность ее колеблется от 10 до 120 м.

Кунгурский ярус, отложения которого распространены на всей территории Соликамской впадины, представлен двумя горизонтами -филлипповским и иренским.

Филлипповский горизонт на большей части Соликамской впадины распространен карбонатно-сульфатный тип разреза - карнауховская свита (P1kr). На восточной окраине Предуральского прогиба карбонаты и сульфаты замещаюмся обломочными породами лекской свиты (P1lk).

Мощность горизонта 50-160 м.

Иренский горизонт (P1ir) в пределах Соликамской впадины и прилегающей к ней части Русской платформы включает четыре одновозрастные свиты иренскую, березниковскую, поповскую и кошелевскую, фациально сменяющие друг друга с запада на восток.

Иренская свита (P1ir1), развитая в пределах восточной окраины Русской платформы, делится на семь пачек, из которых нечетные сложены в основном ангидритовой породой, а четные представлены преимущественно доломитами и доломитизированными известняками, содержащими фауну. Мощность иренской свиты от ПО до 385 м.

Березниковская свита (P1br), развитая в центральной (части Соликамской впадины, представлена глинисто-ангидритовой и соляной толщами. Последняя включает калийную залежь Верхнекамского месторождения. Мощность свиты 150-800 м.

Вдоль восточного борта Предуральского прогиба распространена поповская свита (P1pp), сложенная мергелями, глинами, алевролитами с линзами ангидрита и каменной соли. Мощность свиты 30-500 м.

Уфимский ярус представлен соликамским и шешминским горизонтами, которые соответствуют одноименным свитам.

Соликамская свита подразделяется на две толщи - соляно-мергельную (СМТ - P1sl1) терригенно-карбонатную (ТКТ - P1 sl2).

СМТ сложена мергелями, глинами, гипсами, ангидритами и каменной солью. Ее средняя мощность около 100 м.

ТКТ разделяется на две литозоны: нижнюю мергельно-доломито-известняковую и верхнюю -- известняково-терригеную. Общая мощность ТКТ колеблется от 90 до 170 м.

Шешминская свита (P1љљ) представлена пестроцветной толщей (ПЦТ). Толща сложена песчаниками и алевролитами. В пределах ВКМС мощность шешминского горизонта изменяется от 0 до 675 м.

Галогенная формация Соликамской впадины включает отложения карнауховской, березниковской свит и нижнесоликамской подсвиты [5].

Соляная толща входит в состав Березниковской свиты. Ее мощность колеблется до 550 м. Толща подразделяется (снизу вверх) на подстилающую каменную соль (ПдКС - Р1br 2), калийную залежь (P1br3), состоящую из сильвинитовой (СЗ) и карналлитовой (КЗ) зон, и покровную каменную соль (ПКС - P1br4).

Подстилающая каменная соль (ПдКС) делится на три пачки (горизонта), каждая из которых характеризуется определенным литологическим составом.

Нижняя пачка сложена чередующимися пластами каменной соли и терригенно-хемогенных пород. Общая мощность нижней пачки ПдКС изменяется от 61 до 98,6 м.

Средняя пачка представлена мощной, относительно однородной каменной солью, в которой встречаются прослои глинисто-ангидритового материала, а также вскрыт пласт красного сильвинита, названный пластом Кр IV. Общая мощность средней пачки ПдКС от 50 до 440 м.

В основании верхней пачки ПдКС находится пласт «маркирующая глина» (МГ), залегающий с угловым насогласием на каменной соли средней пачки. Мощность верхней пачки ПдКС колеблется от 8 до 66 м.

Калийная залежь Верхнекамского месторождения представлена серией продуктивных пластов, разделенных каменной солью. По составу продуктивных пластов залежь делится на сильвинитовую и карналлитовую зоны.

Сильвиниловая зона сложена чередующимися пластами красных сильвинитов (КрIII, КрII, KpI), полосчатого сильвинита (А) и разделяющих их пластов каменной соли (КрП-КрIII, KpI-КрII, А-КрI).

Каждая пачка каменной соли вместе с прослоем глинисто-ангидритового материала, входящего в состав залегающего выше ритма, образует так называемый «корж».

Карналлитовая зона сложена чередующимися пластами калийно-магниевых солей (девять слоев, которые индексируются снизу вверх буквами от В до К) и каменной соли (восемь слоев -- от Б-В до И-К). В основании зоны, непосредственно на пласте А залегает пласт Б. Эта зона подразделяется на две пачки: нижнюю -- карналлитовую, охватывающую пласты от Б до Е (зона мощных пластов), и верхнюю, карналлито-галитовую (зона тонких пластов), содержащую пласты от Е-Ж до К.

На части площади карналлитовые породы замещаются пестрыми сильинитами, которые в свою очередь могут замещаться каменной солью.

Общая мощность карналлитовой зоны изменяется от 38 до 80 м.

Покровная каменная соль (ПКС) распространена на преобладающей части месторождения, но отсутствует на сводах некоторых поднятий. ПКС разделена разделена на две пачки: нижнюю (светлая соль) и верхнюю (темная соль). Граница между пачками проходит в основании маркирующего горизонта «галопелитовая пара». Мощность ПКС изменяется от 16 до 22 м.

Среднепермские отложения представлены казанским ярусом [7].

Казанский ярус (Р2kz). Отложения этого яруса распространены к западу от месторождения и представлены толщей песчаников и алевролитов с линзами конгломератов, прослоями глин, известняков и мергелей.

Кайнозойские отложения палеогена и неогена на площади месторождения развиты фрагментарно.

К палеогеновым отложениям условно отнесены цветные глины (белые, желтые и др.) и кварцевые песчано-гравийно-галечные отложения, вскрытые в северной части Дуринской площади. Мощность этих отложений до 17,4 м [7]. Неогеновые (верхнемиоценовые) отложения обнаружены в переуглублениях ложа древнего русла р. Пракамы. Они представлены глинами, песками и суглинками с прослоями торфа и лигнита. Мощность отложений 20-36 м [7].

Четвертичная система (Q) представлена рыхлыми образованиями различного происхождения: эоловыми песками, торфяно-болотными отложениями, аллювиальными песками, глинами, галечниками, озерно-аллювиальными и перигляционными супесями, суглинками и глинами, флювиогляциальными, моренными и другими образованиями. Мощность четвертичных отложений достигает 80 м [7].

Рис. 2. Геологическая карта Верхнекамского месторождения калийных солей (по материалам Т.В. Харитонова, 2001)

Делись добром ;)