В онлайне: 2 (гостей - 2, участников - 0)  Вход | Регистрация

 

УДК 553.632

Вертикальное распределение и условия формирования соляных отложений месторождения Нитвенское I (Калининградская область)

 

Бабенко Т.А., студентка, Бутенков А.А., доцент

Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ), Россия

 

Рассмотрены особенности вертикального распределения минералов калийно-магниевых солей в эвапоритовой толще месторождения Нивенское I. Определены взаимосвязи между разными минералами, сделаны выводы об особенностях происхождения соляной толщи

 

Месторождение калийно-магниевых солей Нивенское-1 расположено в пос. Нивенское Калининградской области.

Площадь Калининградской области в структурном плане расположена в западной части Русской платформы и находится в пределах Польско-Литовской впадины Балтийской синеклизы (рис. 1). В разрезе выделяются два структурных этажа: нижний – сложенный гнейсами, кристаллическими сланцами и амфиболитами архей-протерозойского возраста (фундамент платформы) и верхний – фанерозойский платформенный чехол, представленный слабо дислоцированными и слабо метаморфизованными осадочными образованиями [2, 3, 4].

В строении платформенного чехла присутствуют отложения всех геологических систем, за исключением каменноугольной и девонской. Разрезы характеризуются полнотой и относительно спокойным залеганием пород.

Носителями полезного минерального сырья являются пермские отложения (рис. 1), которые в районе представлены верхним отделом (цехштейном) и распространены повсеместно. Сложены они лагунно-морскими образованиями (солями и ангидритами, с прослоями известняков и доломитов), которые со стратиграфическим перерывом (полностью отсутствуют отложения карбона, нижней и средней перми) и с угловым несогласием залегают на отложениях силура. Пермские отложения, в свою очередь, несогласно (перерыв в позднетатарское время) перекрываются отложениями триаса [2].

 

Геол

Разрез

Легенда

Рис.1 - Схематическая геологическая карта и разрез месторождения Нивенское I

 

Участок расположен в Южной части Балтийской синеклизы – крупной тектонической структуры Восточно-Европейской платформы, граничащей на северо-западе с Готландской моноклиналью, на севере – с южным склоном Балтийского щита, на востоке – с Латвийской седловиной, на юге – с Мазурско-Белорусской антеклизой. В геологическом строении территории выделяются два крупных структурных этажа: архей-протерозойский кристаллический фундамент и фанерозойский платформенный чехол [4].

В соленосной толще главными минералами являются кизерит (MgSO4*H2O), каинит (KCl* MgSO4*3H2O), галит (NaCl), карналлит (KCl* MgСl2*6H2O). Кизерит и каинит планируется использовать для изготовления калийных удобрений с целью применения в сельском хозяйстве, а также при изготовлении лекарственных препаратов, отчасти в стекольной промышленности. Минерал карналлит будет использован в производстве текстиля и бумаги, а также в авиационной и космической промышленности. Сопутствующим продуктом является хлорид натрия (поваренная соль), она найдет свое применение в системе очистки воды и как противогололедный материал [5].

Нивенское месторождение калийно-магниевых солей структурно приурочено к субрегиональной Нивенской впадине Польско-Литовской региональной депрессии, которая наложена на крупную отрицательную структуру первого порядка – Балтийскую синеклизу, являющуюся частью Среднеевропейского соленосного бассейна [2].

Формационно месторождение принадлежит к группе галогенных формаций внутриконтинентальных солеродных водоемов морского типа. Стратиграфически эвапориты приурочены к прегольской свите верраского горизонта татарского яруса верхней перми и сформированы в регрессивную стадию развития структуры [2].

Формирование соленосной толщи связано с рядом обстоятельств, среди которых имели место образование в верхней перми внутриконтинентального замкнутого бассейна, периодические колебания дна бассейна, периодическая связь внутриконтинентального бассейна с морским бассейном, колебание солености морской воды, кристаллизация калийно-магниевых солей в основном из рапы сульфатного типа в условиях различного температурного режима, обусловившего разную последовательность кристаллизации минералов [2].

В предыдущие годы на участке месторождения были пробурены скважины, как структурно-параметрические, так и оценочные и разведочные. В данной работе использованы результаты опробования по двум скважинам, характеризующим толщу с юго-западного и северо-восточного флангов.

В разрезе по скважине 1 (рис. 2), расположенной на юго-западной границе участка, опробована соляная толща мощностью 45 м (в интервале глубин 1084-1129 м). Наибольший интерес представляет распределение содержаний карналлита (выражен через распределение KCl) и кизерита (выражен через распределение MgSO4). Основная масса соляных отложений сложена галитом (NaCl) – среднее его содержание по интервалу опробования составляет 57,2 %, при максимальном значении 98,5 %. Соответственно, для карналлита в данной толще среднее значение составляет 13,8 %, при максимуме 27,4 %. Для кизерита аналогичные цифры – 1,9 и 20,8 %.

 

Скв

Рис.2 - Распределение компонентов соляной толщи по скважине № 1

По оси абсцисс отражена нумерация проб, по оси ординат – содержание компонентов (в вес. %)

 

Прослои с высокими значениями содержаний карналлита (около 20 и более процентов) имеют мощности в дециметры, и образуют пачки прослоев. По разрезу скважины № 1 выделяется 5 таких пачек – в интервалах глубин 1098,75-1099,20 м, 1100,45-1101,30 м, 1103,90-1105,20 м, 1115,60-1118,35 м, 1126,75-1129,45 м. Также отдельно располагается прослой в интервале глубин 1123,40-1123,70 м. Мощность пустых прослоев внутри пачек составляет также дециметры.

Прослои кизерита по данной скважине отчётливых пачек не образуют, отмечаясь прослоями на глубинах 1098,75-1099,20 м, 1100,90-1101,30 м, 1103,90-1104,10 м, 1104,95-1105,20 м, 1117,40-1117,50 м. Эти прослои с пачками карналлитов по разрезу могут как совпадать, так и не совпадать.

В разрезе по скважине № 2 (рис. 3), расположенной к северо-востоку от скважины № 1, мощность опробованного соляного интервала составляет 74,1 м, в интервале 1065-1139 м. Как и по скважине № 1, тут основная минеральная масса сложена галитом (его среднее содержание составляет 68,60 %, при максимуме 99,3 %). Карналлит по данному интервалу имеет среднее значение содержания 7,1 %, при максимальном – 33,76 %, а кизерит – 5,2 % в среднем при максимуме 50,6 %.

По разрезу скважины № 2 выделяется больше прослоев и их пачек, чем по скважине № 1. Они выделены на интервалах глубин 1088,9-1091,5 м, 1093,9-1094,3 м, 1095,5-1096.2 м, 1097,2-1097,8 м, 1098,9-1100,4 м, 1102,4-1102,7 м, 1104,8-1105,1 м, 1109,9-1111,1 м, 1112,4-1119,4 м,1120,8-1122,5 м, 1124,2-1128,4 м, 1129,7-1132,5 м.

 

Скв

Рис.3 - Распределение компонентов соляной толщи по скважине № 1

По оси абсцисс отражена нумерация проб, по оси ординат – содержание компонентов (в вес. %)

 

Прослои кизерита по скважине 2 уже присутствуют в большем количестве, чем в скважине 1. Они образуют как отдельные прослои, так и пачки, которые пространственно с пачками слоёв карналлита не всегда совпадают. Прослои и пачки, обогащённые кизеритом, отмечены на глубинах 1084,2-1084,5 м, 1085,2-1085,5 м, 1088,9-1091,5 м, 1092,8-1093,6 м, 1093,9-1094,0 м, 1094,8-1096,2 м, 1098,5-1100,4 м, 1102,4-1102,7 м, 1104,8-1105,1 м, 1109,9-1110,9 м, 1112,8-1119,4 м, 1120,8-1121,7 м, 1124,8-1125,3 м, 1126,5-1127,8 м, 1130,7-1130,8 м, 1132,0-1132,2 м, 1135,0-1135,5 м, 1137,0-1137,2 м, 1138,35-1139,5 м.

По данным опробования скважин №№ 1 и 2 были построены графики изменчивости с глубиной содержаний NaCl, KCl, CaSO4, MgSO4. Эти графики наглядно иллюстрируют характер чередования слоёв соляной толщи, а также существующие взаимосвязи между распределением главных компонентов соляной толщи. По скважине № 1, расположенной с юго-запада, полезная толща распространяется на меньшую глубину, чем по скважине № 2, полезные слои заканчиваются на глубине 1129,45 м. Распределение компонентов солей показывает тут относительную крупность слоёв (мощность слоёв с карналлитом достигает 2,75 м, галитовые прослои между ними – до 10,4 м).

По скважине № 2 наблюдается более тонкое и сложное чередование прослоев – карналлитовые здесь достигают мощности 1,9 м (в основном же они тоньше 1 м). Галитовые слои тут достигают 4,8 и более метров мощности.

Построенные графики показывают отчётливую противофазность распределения значений галита и карналлита – возрастание содержаний одного минерала сопровождается синхронным снижением содержаний другого. Для распределений кизерита закономерность практически такая же, но чуть менее ярко выраженная – зоны с повышенным его содержанием сопровождаются уменьшением количества галита. Ангидритовый компонент присутствует в ничтожно малых количествах, его влияние на качество сырья незначительно и закономерности взаимоотношений с другими компонентами очень слабо выражены.

По классификации Н.М. Страхова [1] изучаемый галогенный бассейн относится к морскому типу водоёмов (в этой классификации также выделяются и континентальные водоёмы) – это был замкнутый бассейн, периодически получающий связь с морем. По химическому составу вод этот водоём относился к классу сульфатных (М.Г. Валяшко) [1], диагностическим признаком которых является нахождение среди минералов CaSO4 и MgSO4. Осаждение минералов из таких вод в ходе эвапоритизации подчиняется общей схеме стадийности, в ходе которой по мере нарастания насыщенности раствора (рапы) солями сначала выпадают в осадок карбонаты, затем сульфаты и в завершении хлориды.

В нашей же ситуации наблюдается толща, в которой отражены сульфатная и хлоридная стадии этого процесса. Но при этом не наблюдается закономерного налегания осадившихся ранее сульфатов и перекрывающих их хлоридов – мы видим, что чередование прослоев с хлоридным и сульфатным компонентами носит смешанный характер. Причём этот характер более сложный по разрезу скважины № 2. Можем прийти к выводу, что по мере осаждения эвапоритовой минеральной массы солёность рапы нарастала неравномерно. Рост концентрации рапы носил характер прерывистый, он сменялся периодами снижения насыщенности. Это можно объяснить возникающими периодами опреснения вод, связанного с возобновляющейся время от времени связью бассейна с открытым морем (что было обусловлено характером вертикальных тектонических движений), а также с периодическим весенним таяньем. Кроме того, главный сульфатный минерал – кизерит – относится к числу тех минеральных видов, которые кристаллизуются не сразу в процессе упаривания рапы, а постепенно, переходя в условиях медленной кристаллизации из более ранней, метастабильной формы.

 

Библиографический список

1.      Байков А.А., Седлецкий В.И. Литогенез (мобилизация, перенос, седиментация, диагенез осадков). – Ростов-на-Дону, Изд-во СКНЦ ВШ, 1997. – 448 с.

2. Вишняков А.К. Изучение вещественного состава, технико-технологических свойств калийных соленосных пород и физико-технических прочностных свойств литологических разностей верхнепермских отложений первого и второго Нивенских участков Калининградско-Гданьского соленосного бассейна. ФГУП «ЦНИИгеолнеруд», Казань, 2013.

3. Гидрогеология СССР. Том XLV. Калининградская область. – М.: «Недра», 1970. – 158 с.

4. Государственная геологическая карта Российской Федерации (масштаб 1:1 000 000 (третье поколение) серия Центрально-Европейская Лист N-(34) - Калининград) Объяснительная записка. Санкт-Петербург, Картографическая фабрика ВСЕГЕИ-2011.

5. Методические рекомендации по применению Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Соли. – М., ФГУ ГКЗ, 2007. – 47 с.


 

Разделы конференции »

  1. Государственный кадастр недвижимости и земельно-имущественные отношения
  2. Мониторинг природных ресурсов и охрана окружающей среды
  3. Комплексное использование природных ресурсов
  4. Современные вопросы геологии
  5. Физика горных пород
  6. Новые технологии в природопользовании
  7. Применение современных информационных технологий
  8. Экономические аспекты недвижимости
  9. Мониторинг использования объектов недвижимости
  10. Топографо-геодезическое обеспечение кадастровых работ

#menuinclude(1-elibraryru)

 

Проекту Kadastr.ORG требуются средства на хостинг и развитие

Сумма: руб.