О природе, составе и газоносности эпигенетической минерализации в соляной толще Верхнекамского месторождения (на примере Усольского рудника)

Объект исследования. В работе рассмотрена тектоническая позиция зоны эпигенетической минерализации в соляной толще одного из рудников Верхнекамского месторождения, валовой и микроэлементный химический состав, газоносность и компонентный состав газов.

Материалы и методы. Для оценки состава исходных и эпигенетических образований проведены структурно-геологические наблюдения в горных выработках, опробование, определение валового химического состава (РФА, спектрометр S8 Tiger фирмы “Bruker”), малых элементов (масс-спектрометр с индуктивно-связанной плазмой Aurora M90), газоносности и компонентного состава связанных газов (газовый хроматограф 450-GC компании “Varian, Inc”).

Результаты. Установлено, что жильная минерализация выполняет трещины отслоения в ядре синклинальной складки и сопровождается зонами выщелачивания галита и перекристаллизации сильвина. Ниже по разрезу зафиксированы возможные источники пересыщенных калием рассолов, которые генерируются в многочисленных мелких структурах типа pop-up или kink bands. Обогащенность легкими углеводородными газами, а также легкорастворимыми солями и подвижными элементами (КCl, CaCl₂, MgC_l2, Br, Rb, Li, Sr, Zn, Cu, Co, Te, Se, Sn, Pb) отражает их образование из седиментационных рассолов, мобилизованных при складчатости из сильвинитовых пород.

Выводы. Охарактеризован один из механизмов мобилизации флюидов, солей и микроэлементов в соляной толще, связанный с соскладчатым возникновением мелких рассеянных очагов в нижнем силивинитовом пласте КрIII и последующей пульсационной миграцией вверх по разрезу вдоль синклинальных перегибов более крупных складок в пласте КрII. Показано, что в процессе формирования зоны эпигенетической минерализации происходит дифференциация малых элементов и газов, связанная с различными сорбционными свойствами галита, сильвина и глинистого материала.

1. Андрейко С.С. (2007) Газодинамические явления в калийных рудниках: методы прогноза и способы предотвращения. Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 219 с.

2. Валяшко М.Г., Мандрыкина Т.В. (1952) Бром в соляных отложениях как генетический и поисковый признак. Тр. ВНИИ Галургии, вып. ХХIII, 54-92.

3. Земсков А.Н., Кондрашев П.И., Травникова Л.Г. (2008) Природные газы калийных месторождений и меры борьбы с ними. Пермь, 414 с.

4. Иванов В.В., Цыганко М.В., Протасов И.И., Кандзюба Е.А. (2021) О находке необычного параллельно-шестоватого агрегата синего галита на Верхнекамском месторождении калийно-магниевых солей (Пермский край). В мире минералов: Минералог. альманах, 26(2), 70-73.

5. Кислик В.З. (1971) Постседиментационные изменения в калийных горизонтах Старобинского месторождения. Проблемы прогноза, поисков и разведок месторождений горно-химического сырья СССР. М., 209-218.

6. Петротектонические основы безопасной эксплуатации Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей / Под ред. Н.М. Джиноридзе. (2000) СПб.; Соликамск, 400 с.

7. Третьяков Ю.А. (1974) Зоны разубоживания Верхнекамского месторождения. Литология и полезн. ископаемые, (1), 75-85.

8. Чайковский И.И., Трапезников Д.Е., Чиркова Е.П., Каблинов О.С., Иванов О.В. (2016) Новая эпигенетическая порода Верхнекамского месторождения солей: структурная позиция, состав и газоносность. Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П.Н. Чирвинского: сб. науч. ст. Перм. гос. нац. исслед. ун-т. Пермь. Вып. 19, 379-386.

9. Чайковский И.И., Чиркова Е.П., Коротченкова О.В. (2017а) Эпигенетические процессы и минералы Старобинского месторождения солей. Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Науч. чтения памяти П.Н. Чирвинского: сб. науч. ст. Перм. гос. нац. исслед. ун-т. Пермь. Вып. 20, 91-103

10. Чайковский И.И., Чиркова Е.П., Трапезников Д.Е. (2017б) Хромжелезистые метаколлоидные образования из белых карналлититов Верхнекамского месторождения. Вестн. ИГ Коми НЦ УрО РАН, (3), 20-25

11. Чайковский И.И., Иванов О.В., Паньков И.Л., Чиркова Е.П. (2021) О природе крупной антиклинальной складки на Верхнекамском месторождении солей, ее геомеханической и газово-геохимической зональности. Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки, 163(3), 490-499. doi: 10.26907/2542-064X.2021.3.490-499

12. Чиркова Е.П., Чайковский И.И. (2012) О роли сульфатредукции в минералообразовании на Верхнекамском месторождении солей. Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Науч. чтения памяти П.Н. Чирвинского: Сб. науч. статей. Перм. гос. нац. иссл. ун-т. Пермь. Вып. 15, 79-84.

13. Prinzhofer A., Pernaton E. (1997) Isotopically light in natural gas: bacterial imprint or diffusive fractionation. Chem. Geol., 33(4), 193-200.