Верхнекамское месторождение
(уникальное месторождение калийных и магниевых руд)

Расположение: Соликамский район
Тип памятника: Минералогический
Краткая характеристика: Уникальная залежь калийно-магниевых солей
Статус: Предлагается
Автор статьи: И. И. Чайковский
См. также статьи: Соликамская впадина, Калийный промысел

Верхнекамское месторождение представляет собой пример уникальной по масштабам минералообразующей системы, связанной с испарением морской воды относительно замкнутого бассейна и кристаллизацией минералов из насыщенных хлоридных рассолов. Несмотря на большое количество соляных озер на Земле, современных аналогов Верхнекамского месторождения нет.

История изучения. Большой вклад в исследование минералогии месторождения внесли Е. Э. Разумовская (1927, 1931), Ю. А. Морачевский (1929), А. А. Иванов (1932, 1963, 1968), П. Н. Чирвинский (1943, 1948), Е. А. Яржемская (1949), В. Н. Дубинина (1951, 1954, 1969), В. А. Вахромеева (1943, 1954, 1964), И. В. Островская (1963), М. Л. Воронова (1968, 1975), В. Н. Аполлонов (1975, 1976), А. И. Поликарпов (1974—1994), В. Я. Поляковский (1972, 1980), А. Л. Протопопов (1972, 1994), А. В. Рочев (1995—2000). Ими установлены и описаны главные и второстепенные минералы соляной залежи.

Минеральные ассоциации. Основными породообразующими минералами соляной залежи Верхнекамского месторождения являются галит, сильвин и карналлит, которые слагают практически мономинеральные породы. На остальные фазы приходится не более 5 об.%. Число известных в настоящее время на месторождении минеральных видов довольно велико (114), что обусловлено наличием четырех генетических ассоциаций: собственно хемогенной (эвапоритовой) — 22%, эпигенетической — 37, техногенной — 23, кластогенной — 18%.

Хемогенная (осадочная) ассоциация представлена карбонатами (кальцит, доломит, магнезит), сульфатами (гипс, ангидрит) и галоидами (галит, сильвин, карналлит), которые в масштабе всей залежи осаждались согласно ряду М. Г. Валяшко. Это выражено в смене кальциевых минералов натриевыми, а затем калиевыми и магниевыми. Та же последовательность, но в более редуцированном виде, проявляется в каждом годичном цикле.

Годовой слой для нижней галититовой зоны начинается с тонкой глины, содержащей пелитоморфный карбонат (и ангидрит). Далее формируется прослой друзовидного «перистого» галита, обогащенный округлыми стяжениями ангидрита. Затем выпадает зернистый сахаровидный галит.

По неопубликованным данным А. И. Кудряшова о гомогенизации включений, температура кристаллизации «перистого» галита соответствует 122—128°С, а мелкозернистого — 50—82°С. Такие высокие температуры, сопоставимые с гидротермальными, связываются с возникновением в придонной части зоны прогретых рассолов за счет экзотермического эффекта при кристаллизации хлорида натрия. Вероятно, при повышенной температуре и высокой концентрации калия и магния образуются аутигенные адуляр, ортоклаз и санидин, а часть глинистых минералов испытывает положительную трансформацию. В сильвинитовой и карналлититовой зонах между«перистым» и зернистым галитом располагается прослой сильвина или карналлита, кристаллизующийся при температуре 30—45°С.

Для верхней карналлитовой зоны характерны рассеянные тетраэдрические кристаллы боратов (эрикаит и чемберсит), а также существенно магнезиальные карбонаты (доломит, магнезит).

Эпигенетическая (наложенная) ассоциация связывается со складчатостью в солях, отжатием рассолов и пресной кристаллизационной воды из глинистых прослоев и пластов и их миграцией внутри соляной залежи. При этом формируются син- и посттектонические жильные и пластообразные тела, прослои флюидально-катаклазированных солей с текстурами течения и вращения, линзы перекристаллизованных галоидов, зоны брекчирования и замещения (галитизации), участки пирротинизации, энтеролитовая складчатость. Одновременно происходит перекристаллизация ангидрита, галита, новообразование гипса, целестина, барита, калистронцита, гёргейита, гидрофиллита, различных карбонатов. В галопелитовых прослоях, обогащенных ангидритом, за счет сульфатредукции формируются сероводородные флюиды, которые мобилизуют рассеянные в солях железо, цинк, ртуть, мышьяк, серебро и, возможно, золото. При этом образуются пирит, пирротин, арсенопирит, сфалерит, киноварь, акантит, кварц и кварцин. Наряду с тонкозернисто-землистыми агрегатами и отдельными кристаллами отмечаются своеобразные натечные и дендритовидно-футлярообразные агрегаты сульфидов железа, отражающие рост в диффузионном потоке сульфидно-коллоидного раствора.

В карналлитовых пластах, содержащих большое количество кристаллизационной воды, происходит гидратация рассеянного гематитового красящегося вещества, которая приводит к образованию гетита и появлению в составе флюидов свободного водорода. Последний, вероятно, обусловил возникновение самородных фаз и интерметаллидов (золото, серебро, тетрааурикуприд, амальгама, ртуть, свинец, олово, твердый раствор Рb-Sn).

Кластогенная (обломочная) ассоциация представлена в различной степени окатанными минералами песчаной и алевритовой размерности из магматических и метаморфических комплексов, материал которых поступал в Предуральский прогиб с разрушающегося Уральского складчатого сооружения в раннепермское время.

Они сосредоточены в глинистых (галопелитовых) прослойках, формировавшихся при сезонном (весеннем) распреснении эвапоритового бассейна. Это в основном породообразующие (пироксены, роговая обманка, кварц, полевые шпаты, хлорит, мусковит, некоторые глинистые минералы) и акцессорные силикаты (эпидот, ставролит, циркон, гранаты, турмалин), а также устойчивые к переносу оксиды (магнетит, гематит, рутил, корунд, хромит, ильменит). Реже встречаются апатит, золото и др. Эта ассоциация в целом характеризует область питания существовавших поверхностных водотоков. Кроме обломочных минералов, в составе галопелитов присутствуют образования, по-видимому, космического происхождения, которые попали в бассейн на стадии осаждения солей: никелистая латунь и тэнит, а также сферулы вюстита.

Техногенная ассоциация начала формироваться после вскрытия соляной залежи горными выработками и в процессе накопления на земной поверхности огромных солевых отвалов.

В горных выработках новообразование минералов происходит из пылевой (аэрозольной) фазы, конденсатных и закладочных рассолов. В основном они представлены галоидами, морфология которых в значительной степени зависит от существующих мик-рофациальных обстановок, а минеральный состав — от вещественного состава отрабатываемых пластов. Отмечается некоторое сходство с агрегатами, типичными для карстовых полостей. В отдельных подземных водоемах, существующих на протяжении нескольких десятков лет, формируются такие габитусные формы кристаллов, которые неизвестны в природных условиях. Отмечена также экзотическая минерализация, схожая с фумарольной, связанная с подземным пожаром (сера, нашатырь, молизит, рокюнит).

Соляные отвалы, изученные А. В. Рочевым (1995—2000), ведут себя как самоорганизующиеся системы. Они приобретают оптимальную форму и зональность, обеспечивающие устойчивость в поверхностных условиях. На их периферии формируются рассолосборники, где в зависимости от времени года и погоды активно кристаллизуются сезонные минералы: в летнее время года — галит, а в зимнее — гидрогалит, морфология которых зависит от положения в водоеме.

Агрессивность солей приводит к многообразию возникающих видов при их взаимодействии с металлическими предметами. Зафиксировано около 25 техногенных минеральных фаз, из которых 15 являются продуктами обменных реакций.

Таким образом, Верхнекамское месторождение солей сложено не только минералами, образующимися при испарении морской воды. Немалую роль в формировании его состава играют чужеродные фазы, привнесенные в виде взвеси водными потоками, стекающими с Урала, а также собственные минералы, связанные с разнообразными процессами, вызванными тектоническими деформациями соляной залежи и ее вскрытием в процессе подземной отработки.

Кадастр минералов и минеральных разновидностей Верхнекамского месторождения

На иллюстрации:

1. Полосчатые и пестрые сильвинитовые руды — главное минеральное богатство Пермского края
    JPG, 1000x717, 229 Кб