Верхнекамское месторождение. Верхнекамское месторождение калийных солей
 Скачать 390.12 Kb.
|
|
Верхнекамское месторождение калийных солей Верхнекамское месторождение калийных солей расположено на Урале. Площадь месторождения 6,6 тыс. км. Разведанные запасы хлористого калия (KCl) превышают 21 млрд. тонн. Это месторождение было открыто в 1925 году, и на его базе организована калийная промышленность. Собственно калийное месторождение располагается внутри контура соляной залежи, несколько смещаясь к ее западной границе. В административном отношении объект находится на территории Пермского края. Месторождение комплексное на его базе ведется добыча сильвинитов (сырье для производства калийных удобрений, карналлита (получение искусственного карналлита для магниевой промышленности, каменной соли (технической, пищевой, кормовой) и рассолов сырь для производства соды, энергетика. Рассолоподъемные скважины были заложены около 1430 года близ Березников, Ленвы, Дедюхино и других селений. Из скважин выкачивались рассолы. В настоящее время поваренная соль, каменный уголь, известняки сера составляют основную часть минерального сырья, необходимого для химической промышленности. В давние времена соль была навес золота, в наши дни она повсеместно распространена, но ее ценность не уменьшается. Верхнекамское месторождение калийных солей представляет собой уникальную по запасами качеству сырья базу для производства минеральных удобрений. Открытие этого месторождения имеет очень большое значение для нашей страны. Рис. Сильвинит, добытый на месторождении калийных солей Многие считают, что месторождение образовалось за счет усыхания морского бассейна, существовавшего около 200 миллионов лет назад от Урала до низовья Оки и от Каспия до Белого моря. Из-за перемен температур осаждались, то одни соли, то другие. Ив результате месторождение имело слоистую структуру. Промышленное освоение запасов калийных солей Верхнекамского месторождения началось задолго до завершения оконтуривания. 6 ноября 1927 г. в 2 км. к Югу от г. Соликамска была заложена шахта № 1 Первого калийного рудника теперь СПКРУ-1 ОАО "Сильвинит. В мае 1930 г. рудник был сдан в эксплуатацию, ас г. на нем, кроме сильвинитовых руд, ведется добыча карналлита. 28 июня 1931 г. близ деревни Чуртан (около Березников) была развернута проходка ствола №1 Березниковского калийного рудника (теперь БПКРУ-1 ОАО "Уралкалий"). а в апреле 1944 гон выдал первые тонны карналлита. С 1954 г. этот рудник начал добычу сильвинита. Все Березниковские калийные предприятия, базирующиеся на рудах южной части Верхнекамского месторождения, входят в состав ОАО "Уралкалий "г. Березники, а все Соликамские, эксплуатирующие запасы центральной части месторождения, объединены в ОАО" Сильвинит"(г. Соликамск. Верхнекамское месторождение солей приурочено к центральной части Соликамской впадины Предуральского краевого прогиба. Соляная толща месторождения, имеющая форму линзы площадью около 8,15 тыс. кв. км, 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. кв. км. При обогащении руды используется галургический и флотационный способы. Галургический способ 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% K 2 O. Флотационный способ 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. Стратиграфия и литология Пермская система представлена двумя отделами нижними верхним, нижний отдел состоит из кунгурского яруса в который входят скважины, а верхний из уфимского, перекрытого четвертичными отложениями (растительный слой, суглинок плотный, глина жирная, плотная, галечник среднегалечный, щебень песчаниковый. Средняя мощность -8,3. Кунгурский ярус включает в себя березниковскую свиту, уфимский соликамскую и шешминскую. Шешменская свита (представлена пестроцветной толщей. Толща сложена песчаниками и алевролитами бурыми, зеленовато-серыми и серыми, иногда с маломощными пропластками мергеля и известняка. Песчаники и алевролиты известковистые, косослоистые, нередко с медистыми соединениями в виде малахита и азурита-медистые песчаники. Средняя мощность -6,1 м. Верхняя часть соликамской свиты включает в себя терригенно-карбонатную толщу, представленную песчаником известковым, аргиллитом плотным, алевролитом с прослоями песчаника, средняя мощность которой (51,1) диапазоном (13,3-107,05). Нижняя часть представлена соляно-мергельной толщей со средней мощностью (100,5), диапазоном (84,3- 131,1), представлена мергелем с тонкими прослоями гипса, известняком, доломитизированным плотным, глина мергелистая, мергель глинистый, гипс мелкозернистый, глина плотная мергелистая, мергель глинистый. Верхняя березниковская подсвита включает в себя соляную толщу, которая состоит из следующих литозон: - Верхняя переходная литозона представлена мергелем, каменной солью и глиной. Средняя мощность -10,2 - Покровная каменная соль распространена на преобладающей площади месторождения, но отсутствует на сводах некоторых поднятий. По внешнему облику она заметна отличается от подстилающей слоистость более тонкая и неровная прослои часто выклиниваются, более мелкая структура, окраска светлее. Темно серый перестый галит встречается редко и приурочен, в основном, к верхней части разреза. Более редко отмечаются и стяжения ангидрита. ПКС разделена на две почти равные по мощности пачки нижнюю (светлая соль) и верхнюю (темная соль. Граница между пачками проходит в основании маркирующего горизонта "галопелитовая пара, который представляет собой пакет каменой соли с двумя глинисто – ангидритовыми прослоями в почве и кровле. В нижних слоях ПКС местами наблюдается редкая вкрапленность карналита и сильвинита. Средняя мощность м. - Сильвинит-карналлитовая зона сложена чередующимися пластами карналлитовой породы и пёстрого сильвинита. В зоне выделяется 8 пластов, разделенных слоями каменной соли, имеющих мощность от 0,1 дом. Средняя мощность зоны 64,7. - Сильвинитовая зона представлена (А-полосчатый сильвинит) Кр, Кр, Кр.III-(красный сильвинит, разделенных слоями каменной соли. Средняя мощность зоны составляет 27,1 м. - Подстилающая соль представлена каменной солью, мощность которой 28,4. - Нижняя соль-пластом каменной соли, мощность которого составляет 5,1. Тектоника Верхнекамское месторождение калийных солей приурочено к центральной части Соликамской впадины Предуральского краевого прогиба(Краевой прогиб- глубокий прогиб земной коры, возникающий на границе платформ и геосинклинальных областей в орогенный этап развития геосинклинали. Предуральский краевой прогиб расположен между Восточно- Европейской платформы и Складчатым Уралом. Он представляет собой синклинальную структуру, переходную от Русской платформы (Платформа Предуральский краевой прогиб представляет собой крупную - обширный участок земной коры материков, сложенный кристаллическими породами и характеризующийся малой интенсивностью тектонических Движений в послекембрнйское время) к складчатому Уралу. Большая часть прогиба, в том числе Соликамская впадина, характеризуется более глубоким залеганиям докунгурских отложений, чем на платформе и складочном Урале, атак же развитием солей в кунгурских отложениях. Переход между платформой и прогибом является постепенным, т.к входе формирования последнего в раннепермскую эпоху происходила его миграция к западу, с наложением на восточную часть Русской платформы. Соликамская впадина представляет собой меридионально вытянутую структуру протяженностью около 240 км и шириной до 70-75 км. С севера она ограничена Колвинской седловиной, которая выделяется по выходам артинских и более древних отложений среди кунгурских. Ограничивающая впадину на юге Косьвинско-Чусовская седловина отличается повышенным уровнем залегания кунгурских и артинских отложений. По плану изогипс описываю тектонику участка. На плане изогипс по кровле пласта А замыкаем -90 горизонталь. Максимальная длина складки в меридиальном направлении 5500 м, максимальная ширина складки в широтном направлении 4000 м. Отношение этой длины к ширине равно 1,3, что не превышает 2, значит это положительная антиклинальная складка в виде купола. Максимальная отметкам, минимальная -90 м. Амплитуда купола составляет 52,2 мВ восточном направлении угол падения равен 1 градус. Максимальная отметка -90, минимальная -180. Амплитуда соответственном. Моноклинальная складка. В западном направлении положительная моноклинальная складка. Угол падения равен 2 градуса. Максимальная отметка. Минимальная -220. Амплитудам. Водоносные горизонты Первые сведения о гидрогеологии Верхнекамского месторождения калийных солей появились в работах ПИ. Преображенского. Систематическое изучение гидрогеологии началось сначала х годов. Воды подсолевых отложений исследуется около 35 лет в связи с поисковыми и разведочными работами на нефть и бурением Березниковской опорной скважины (ОП. Верхнекамское месторождение калийных солей находится в пределах Предуральского артезианского бассейна, основными областями питания которого в Прикамье являются Уфимское плато, Тиманская гряда и частично передовые складки Урала, а зонами разгрузки – р. Кама и ее крупные притоки. На территории Прикамья И. Н. Шестов выделяет 3 гидрологических области Уральскую, Предуральскую и Камскую. Водоносный горизонт четвертичных отложений. Моренные отложения, покровные суглинки и аллювиально-делювиальные наносы слабо водоносны. Флювиогляциальные пески, расположенные на водоразделах, при наличии водоупоров водоносны, а при залегании на трещиноватых породах- водоносны лишь в периоды весеннего снеготаяния и дождей. Коэффициент фильтрации колеблется от 0,5 до 25м/сут. Дебиты источников достигают 5,6л/с. Воды пресные (минерализация не выше 0,5 гл, гидрокарбонатно-кальциевые. Содержание отдельных ионов колеблется (в мг/л): НСО 3 - 12-300; SO 4 2 от следов до 27; Са 2 - до 80;Mg -2 - 18- 36. Воды аллювиальных отложений достаточно обильны. Коэффициент фильтрации в пределах 2,6- 4,5 м/сут. Воды пресные, по составу сходы сводами рек. По химическому типу – бикарбонатно-кальциевые.SO 4 2 - до 10мг/л. Питание происходит за счет атмосферных осадков и разгрузки вод других толщ. Шешминский водоносный горизонт. Наиболее водообильными являются трещиноватые разности алевролитов и песчаников. Слабо водоносны аргиллиты. Мощность водосодержания прослоев составляет 0,1-3,0 м. Питание горизонта обычно осуществляется через четвертичные отложения, нов ряде мест происходит инфильтрация атмосферных осадков. Коэффициенты фильтрации редко превышают 1 м/сут. Дебит может достигать нескольких литров в секунду. Воды преимущественно гидрокарбонатно-кальциевого состава с минерализацией 0,2-0,5 гл. Верхнесоликамский водоносный горизонт. Развит в породах ТКТ, является основным коллектором пресных подземных вод. Водовмещающими породами являются известняки, мергели, песчаники, тонкослоистые алевролиты. Питание горизонта происходит за счет атмосферных осадков, проникающих через четвертичные пески, и лишь изредка путем непосредственной инфильтрации. Дебит скважин возрастает от водоразделов к долинами достигает в зонах поддолиной циркуляции более 60 л/с. Коэффициенты фильтрации пород толщина участках брахиантиклинальных изменяются от 25 до 70 м\сут., достигая иногда 215 м/сут. В синклинальных участках коэффициенты фильтрации резко снижаются до 0,1м/сут. Удельный дебит скважин 7-8л/(с*м). Дебит источников обычно колеблется в пределах 10- 12л/с. Нижнесоликамский водоносный горизонт. Развит в породах СМТ и имеет повсеместное распространение. Наиболее водообильными являются мергели верхних горизонтов. Питание горизонта происходит за счет поступления вод из плитняковой толщи ив редких случаях путем прямой инфильтрации атмосферных осадков. Удельный дебит скважин составляет 0,02- 0,5 л/(с*м), в редких случаях- больше. Коэффициенты фильтрации пород изменяются почти от нуля до 21м/сут. Удельный дебит скважин может достигать 14,5л/(с*м). В верхней части обычно циркулируют пресные гидрокарбонатно-кальциевые воды (гл, которые ниже сменяются более минерализованными сульфатно-кальциево-магниевыми (0,8- 12,2 гл, а еще ниже- хлор-натриевыми рассолами (до гл. Непосредственно в кровле соленосной толщи или вблизи нее встречаются рассолообильные участки с общими характерными чертами. Воды напорные высота напора составляет м. Дебит скважин – 1,5-4,2л/с., удельный дебит 0,05-0,2 л/(с*м). Коэффициент фильтрации- 0,2-10 м/сут. Температура рассолов 4-6 о С, состав (%): хлор- 49-60, натрий- 28- 38, сульфат-ион – 1-8, кальций 1-5, калий – 0,05-1. Водозащитная толща (ВЗТ) – это совокупность горных пород, залегающих над рабочими пластами, не содержащих и не проводящих подземных вод. Полный объем развит в мульдах и синклиналях, а сокращенный на сводах соляных куполов. В зонах соляного карста ВЗТ уменьшается в объеме и на отдельных участках отсутствует совсем. Верхняя граница ВЗТ представляет собой скользящую границу и проводится по поверхности соляного карста, на котором обнажаются породы сильвинит-карналитовой литозоны и покровной соли, или же по кровле второго сверху пласта каменной соли, залегающей в верхней переходной литозоне или нижней части соляно-мергельной толщи. Мощность ВЗТ на всей площади участка удовлетворяет требованиям (те. болеем над пластом Кр II). Максимальная мощность изопахит ВЗТ не болеем а минимальная –75,1. Средняя мощность ВЗТ на участке скважин № 3,8,9,10,11,13,14,15 составляет 75,8 м. Соляной карст. Карст- совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью воды и выражающихся в растворении горных породи образовании в них пустота также своеобразных форм рельефа, возникающих на местностях, сложенных сравнительно легкорастворимыми вводе горными породами. Соляной карст замечен в скважинах 21. Его мощность составляет 20,3. |