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 | Крупныеи 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 – 16–50Галит, 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 крупныеи крупные | MgCl2 – 43–45Галит, 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 – 20–35К2SO4 – 15–21Галит, 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 | Досредних | KCl – 14–28К2SO4 – 19–25Галит | 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 | Крупныеи средние | Na2SO4–30–35Галит | 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 | Досредних | Na2SO4–50–90Галит | 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 | Докрупных | Na2SO4–45–100Галит | 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 – 19–28Галит, 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 – 13–23Галит, 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 – 19–55Галит, 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 | Na2CO3–38–68Na2CO3–35–53Галит | 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 К2О) | > 500 | 500–150 | 150–50 | < 50 |
| Сулфатные калийные и калийно-магниевые соли (К2О)Сульфат натрия (Na2SO4) и природная сода (Na2CO3) | > 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.