Специфіка калійних покладів Передкарпаття

Соленосні відклади Калуш-Голинського, Дрогобицького і Косівського районів геологи пов'язують із різними періодами: верхньоворотищенським, середньостебницьким, верхньостебницьким, нижньоугерським і передпокутським. Характерне певне зіставлення мінерального складу калійних покладів калієносної світи Калуш-Голинського району і верхньоворотищенської світи району Стебник–Семигинів–Моршин. Мінералогічна однотипність цих порід свідчить, що калійні поклади Калуша відкладалися або одночасно з верхньоворотищенськими, або є продуктом їхнього розмиву і перевідкладення. У будь-якому випадку вони відкладалися з ропи майже однакового складу.

Територія Калуш-Голинського району в період формування калієносної світи була сушею, оскільки в автохтонному комплексі цього району на крейдових породах Подільської плити залягає товща, низи якої корелюються з верхами угерської світи, а також із подільськими гіпсами. В алохтонному комплексі Калуша, сформованого щонайменше в 6–10 км на південний захід від його сучасного розташування, розріз головно починається з порід калуської світи, яка підстилає калієносну світу. Лише поблизу Тужиліва наявні давніші пісковики і соленосні глини.

Засолення Калуш-Голинської ділянки басейну розпочалося з відкладення серед верхньої частини розрізу глин калуської світи прошарків гіпсу й формування в її покрівлі горизонту основного ангідриту потужністю від 0, 5 до 12 м. Невідомо, відкладалися породи цього горизонту у вигляді гіпсу, який зазнав пізніше дегідратації, чи в умовах високої концентрації солей й інтенсивного сонячного прогрівання мутної ропи осаджувався безпосередньо ангідрит. Засолення різко позначилося й на мікроорганізмах, що населяли басейн і які, вимираючи утворили горизонт глобігеринових мергелів майже безпосередньо в підошві горизонту основного ангідриту.

Засолення даної площі басейну у верхньокалуський час зумовлено переривом його зв'язку з опрісненим басейном румунської ділянки Передкарпатського прогину й сполученням із басейном польської частини. Такий висновок доведено зіставленням розрізів Калуша й Бохни.

Відкладання гіпсів або ангідритів на території Калуш-Голинського району досить швидко змінювалося осадженням соленосних глин, галіту й калійних солей. Соляні породи, одновікові калієносній світі Калуша, встановлено у Величці й Бохні (Польща), а також поблизу Дрогобича, Тур’ї Великої–Калуша–Богородчан і Молодятина–Косіва. Наявність соляних джерел у проміжній смузі між Бохнею й Добромилем, які виходять із соленосних глин міоцену у Волі Дембінській поблизу Бжестки, Істошині під Дембіцею й Ропчиці, підтверджує, що це засолення захоплювало всю смугу прогину від Бохни до Калуша й Косіва. Відкладання соляних порід відбувалося лише на деяких площах басейну, ширина якого різко поменшала, а осьова лінія перемістилася в бік Подільської плити.

Нижні калійні поклади калієносної світи Калуш-Голинського району подекуди залягають майже в підошві світи, як і в смузі Стебник–Семигинів. Відсутність потужних товщ підстильної кам'яної солі й гіпсово-ангідритових порід також свідчить, що сюди поступала вже підготовлена до осадження калійних солей ропа, або збагачена за рахунок розмиву раніше відкладених калійних солей. Щодо можливих підготовчих басейнів необхідно розглядати площі Рибника, Бохни, Велички, Дрогобича й Косіва.

Калієносна світа Калуш-Голинського району загалом характеризується тим самим комплексом порід і мінералів, що й верхньоворотищенська світа. В її розрізі поряд із трьома потужними горизонтами лангбейніт-каїнітових порід наявні лінзи сильвініту, подекуди карналітової породи. Лінзи сильвініту й каїнітової породи відомі в нижній, середній і верхній частинах розрізу світи. Проте й на Калуш-Голинській площі сірчанокислі й змішані калійні солі переважають над хлористими, складаючи чотири п'ятих загальної кількості виявлених тут калійних солей.

В умовах Калуш-Голинського району формування калієносних відкладів проходило в межах сучасних Голинської й Калуської западин, які тоді були розділені невисоким валом, паралельним сучасній Калуській антикліналі.

У прибережній Калуській западині соляного басейну зменшується кількість і змінюється мінеральний склад калійних зон, різко зростає роль сильвінітових лінз. Сірчанокислі калійні солі представлені головно лінзами каїнітової породи. У розрізі соленосних порід лінзи калійних солей розміщуються так: 1) нижній сильвініт, 2) середній сильвініт, 3) каїнітова лінза, іноді з лінзами лангбейніту й 4) верхній сильвініт, часто із прошарками каїнітової й потужними пачками карналітової породи. У Голинській западині кількість калійних лінз зростає до 13, з яких є три потужні лінзи сірчанокислих калійно-магнієвих солей і менш значними – нижня й середня сильвінітові лінзи.

Розбіжності в розрізі калієносної світи Калуської й Голинської западин зумовлені їхньою різною віддаленістю від берегової смуги соляного басейну й орографічною відособленістю, яка виникала в періоди найзначніших висихань соляного басейну. Ропа, що поступала в Калуську западину, значно мігрувала, аніж ропа, яка вносилася в Голинську западину. У процесі міграції й кристалізації солей вона втрачала багато сульфатів. Крім того, у менш глибокій прибережній западині, куди водами привносилася значна кількість алюмосилікатного шламу, інтенсивніше проходила її метаморфізація. При цьому в результаті реакцій катіонного обміну збіднення ропи сульфатами ще інтенсивніше зростало. У Голинській западині лише на ділянці Західного поля наявні локальні зони значного привнесення глинистого матеріалу.

Періоди поступлення цього матеріалу найчастіше передують формуванню досить потужних лінз сильвініту. Пачки слабко засолених порід збагачені пелітоморфним ангідритом, а сильвініт характеризується тим, що подекуди замість вкраплення полігаліту містить ангідрит. Отже, у прибережній Калуській западині було створено сприятливі умови для осадження сильвінітових покладів і галіт-каїнітових порід простого складу, у Голинській – змішаних сірчанокислих солей складного складу. Формування калійних покладів простішого мінерального складу пов’язано з місцевими особливостями концентрації і метаморфізації ропи в неглибоких периферійних западинах басейну.

Для Голинської й Калуської западин характерна зональність багатоповерхового розміщення калійних покладів, згрупованих у поля. Вона зумовлена рельєфом дна соляного басейну, однак більшою мірою є наслідком локальних опріснень, пов’язаних із певним положенням гирл струмків і тимчасових потоків, які впадають у басейн. Приток у басейн глинистого матеріалу і його інтенсивне накопичення відбувалося в смугах, які розділяють сучасні поля калійних покладів. Можливо, що різні механічні властивості глинистих порід зазначених проміжних зон і соляних порід рудних полів уже пізніше, при зминанні цього комплексу, сприяли появі й посиленню поперечних западин у рельєфі підсольових порід, до яких зараз приурочені поля калійних покладів.

Для деяких калійних порід Калуш-Голинського району помітні деякі закономірності седиментації. Характерною калійною породою Передкарпаття є полімінеральна, головно лангбейніт-каїнітова порода з домішками полігаліту, сильвіну, кізериту, шеніту, епсоміту та ін. Її формування пов’язано із загальним досить стійким складом ропи, яка поступала в передкарпатські басейни із сусідніх підготовчих басейнів або в результаті її концентрації на місці.

Серед полімінеральних калійних покладів нерідко трапляються пачки лангбейнітової породи, інколи досить потужні. На відміну від усіх інших калійних порід Передкарпаття, лангбейнітова порода містить найменшу кількість глинистого матеріалу. Вона осаджувалася із проясненої, стабілізованої концентрованої ропи. Можливо, що саме тому лангбейніту менше в каїнітових лінзах прибережної Калуської западини, ропа якої підлягала частим, хоча й тимчасовим, розсоленням і куди вносилося більше глинистого матеріалу.

Сильвініти осідали зазвичай у мілководді, частіше в прибережних ділянках соляного басейну, куди поступало багато глинистого матеріалу. Осіданню сильвінітів передувало відкладання слабко засолених піщано-глинистих пачок. Сильвініти Передкарпаття – це зазвичай калійні породи, найбільш збагачені глинистим матеріалом. Середньозважений вміст глини в сильвінітових лінзах зазвичай коливається від 18 до 33 %, тоді як в інших кондиційних калійних покладах не перевищує 20 %. У калійних породах Передкарпаття наявні породи, у яких поступове збільшення вмісту сильвіну й одночасно глинистого матеріалу спостерігається від лангбейнітової й каїнітової, лангбейніт-каїнітової й карналітової, каїніт-сильвінітової порід і кізеритового сильвініту до сильвініту з полігалітом і ангідритом і, урешті-решт, сильвініту з полігалітом або ангідритом. У той же час збільшення вмісту каїніту або лангбейніту в калійних покладах супроводжується зменшенням глинистого матеріалу.

Полігалітова порода складає підошву й покрівлю сильвінітових і сірчанокислих калійних покладів. Вона характеризує початок і кінець процесу осадження калійних солей. Подекуди прошарки полігаліту наявні серед соленосних глин, що свідчить про незавершені, перервані фази концентрації ропи. Полігаліт осаджується разом з іншими калійними солями (сильвіном і каїнітом), відзначаючи наявність місцевих розсолень і приток у басейн карбонатів кальцію. За середньозваженими вмістами полігаліту й ангідриту в сильвінітових покладах встановлено зворотно пропорційну залежність вмісту цих мінералів і менш значні їхні сумарні кількості в інших калійних покладах.

Карналітова порода виповнює тріщини в соленосній глині, утворює прошарки. Вона діа- й епігенетичного походження й осаджувалася з материнських розсолів, які просочували незцементовані соленосні породи в придонному шарі соленосного басейну або циркулювали по зонах розломів.

Отже, в умовах Передкарпатського соляного басейну спостерігається наступний шлях підготовки ропи. У нижньоворотищенський час ропа на деяких ділянках досягала концентрацій, достатніх для осадження ангідриту, галіту, а подекуди й полігаліту. У загорський час відбувалося тимчасове розсолення значної площі басейну зі збереженням найбільш рухомих іонів калію й магнію в значних об’ємах розбавленої ропи. У верхньоворотищенський час концентрація ропи протягом чотирьох разів досягала стадії осадження калійних солей, головно каїніту й лангбейніту. У проміжках між осадженням калійних солей наставали часткові розбавлення басейну (рис. 8–10).

Рис. 8. Графік взаємних співвідношень середньозваженого вмісту глинистого матеріалу й сильвіну в різних калійних покладах Передкарпаття (у ваг. %): 1 – сильвініт; 2 – полімінеральні калійні солі; 3 – карналітова порода; 4 – каїнітова порода; 5 – лангбейнітова порода.	Рис. 9. Графік взаємних співвідношень середньозваженого вмісту глинистого матеріалу й каїніту в різних калійних покладах Передкарпаття (у ваг. %): 1 – сильвініт; 2 – каїнітова порода; 3 – полімінеральні калійні солі; 4 – лангбейнітова порода.

Рис. 10. Графік взаємних співвідношень середньозваженого вмісту полігаліту й ангідриту в різних калійних покладах Передкарпаття (у ваг. %): 1 – сильвініт; 2 – каїнітова порода; 3 – полімінеральні калійні солі;

У Калуш-Голинський соляний басейн, незалежно був він прибережною частиною верхньоворотищенського басейну чи більш молодим стебницьким або нижньоугерським соляним басейном, ропа поступала вже дещо збідненою сульфатами. У прибережних умовах інтенсивніше позначалися процеси метаморфізації ропи. Тут, поряд із сірчанокислими калійно-магнієвими солями (каїнітом і лангбейнітом), осаджувався сильвініт, а подекуди формувалися лінзи карналітової породи.

Розсолення басейну відбувалося поступово й супроводжувалося зменшенням кількості осадженого з ропи галіту й збільшенням вмісту ангідриту. У цій частині розрізу калієносної світи підвищується кількість і потужність пачок слабко засолених піщано-глинистих порід. Далі осадження солей припинялося й змінювалося відкладанням спочатку строкатих, а потім сірих глин. У нижній частині розрізу глини перешаровуються з пісковиками.

Нарешті, у період відкладання верхів угерської світи й особливо тираської гіпсово-ангідритової світи настає нове засолення Передкарпатського басейну. Концентрація ропи басейну в цей період хоча й не піднімалася вище відкладання гіпсів, лише подекуди, однак короткочасно досягала осадження галіту. Такий порівняно нетривалий період засолення басейну, який супроводжувався подальшим і досить суттєвим переміщенням його в межах Подільської плити, достатньо швидко змінився періодом опріснення. В опрісненому вже власне платформному басейні протягом верхнього тортону й нижнього сармату відкладалися піщано-глинисті породи покутської світи.

Подальші перетворення геологічного вигляду міоценових соленосних товщ Передкарпаття завершуються їхнім зминанням у складки, підсиленням складок і блоковими скидо-насувними переміщеннями. Наступні ерозійні зрізи, особливо антиклінальних ділянок структур, формування зон звітрювання і вилуговування (гіпсово-глинистих шляп), а також утворення горизонтів галечників і суглинків значною мірою належить уже четвертинній історії.

Для Передкарпатського басейну характерним є формування соленосних глин головно в умовах відновного середовища. Це пов’язано з епігенетичним впливом на породи вуглеводнів, які проникали по порах і тріщинах і, частково, з наявністю живої органіки в басейні й придонних відкладах. Наслідком цього є сірий колір соленосних глин. У глинах нижньоворотищенської світи й калієносній світі Калуша, окрім наявних карбонатів доломіт-магнезитового ряду, розвинутий анкерит, який іноді складає окремі прошарки потужністю до 3 см (Моршин). Для верхньоворотищенської світи характерна наявність у глинах органічних стяжінь. Лише в стадію осадження калійних солей при високих концентраціях ропи, коли будь-яке існування в басейні гине, у придонних шарах ропи й у відкладах створюються окиснювальні умови. Калійні солі в момент осадження захоплюють луски гідроокисів заліза (гідрогетиту) і отримують їхні колоїдні частинки в стадію діагенезу разом із глинами, які з ними осаджуються. Із цим пов’язане червоне, коричневе, рожеве, жовте забарвлення карналіту, сильвіну, каїніту й галіту, який осаджується на периферії сильвінітових лінз.

Епігенетичні процеси, які протікають у зоні вилуговування соленосних відкладах Передкарпаття й, зокрема, де вони доступні діяльності ґрунтових вод, докорінно змінюють зовнішній вигляд цих порід і виносять усі легкорозчинні соляні мінерали. У вилугуваній породі залишається нерозчинний залишок (глина) і деяка кількість гіпсу. Таким чином утворюється гіпсово-глиниста шляпа, складена безструктурною глиною з уламками пісковику, вкрапленістю й блоками кристалічного гіпсу.

У випадку, коли зони вилуговування досягають покладів калійних солей, у підошві гіпсово-глинистих шляп виникають проміжні утворення. При вилуговуванні каїнітових і лангбейнітових покладів формуються зони шеніт-мірабілітових або шенітових шляп, а при вилуговуванні сильвінітових покладів – полігалітові або гіпсові шляпи. Вивчення процесів вилуговування соленосних відкладів представляє не тільки теоретичний, а й практичний інтерес для геологічного картування, розшуків і збереженості соленосних і, зокрема, калійних порід.

Умови кристалізації солей були нестійкими. Періоди солеутворення змінювалися опрісненням басейнів. Характер і склад розчинів змінювався залежно від притоку вод ззовні, привнесення теригенного матеріалу, і переливання вод з одного басейну в інший завдяки зміні їхньої форми, а також глибини під впливом тектонічних рухів.

Значна кількість і розмаїття мінералів, наявних у соляних породах Передкарпаття зумовлено тим, що їхнє виникнення пов’язано зі складними процесами метаморфізації розчинів і покладів калійних солей, які здійснюються у всі стадії формування родовищ. Виділяють декілька типів метаморфізму, які є причиною виникнення тих солей, які в природних умовах не можуть утворитися шляхом безпосереднього випадання з материнського розчину.

Сингенетичний метаморфізм відповідає процесам ранньої стадії діагенезу пухких відкладів. Він характеризується взаємовідношеннями їхніх складових частин між собою й навколишнім середовищем (утворення каїніту).

Діагенетичний метаморфізм охоплює низку тривалих процесів перетворення соляних відкладів у соляну породу. Із цим етапом пов’язані: 1) перекристалізація солей і утворення крупнокристалічних блоків галіту, сильвіну, карналіту, лангбейніту, каїніту; 2) виникнення волокнистих агрегатів галіту, сильвіну, карналіту, гіпсу, епсоміту; 3) зміна хімічного складу під впливом розчинів, наявних у соляних товщах (гігроскопічна й кристалізаційна вода, материнські розсоли, законсервовані у включеннях у кристалах, і розсоли, які виповнюють капілярні пори). За рахунок розкладання каїніт-лангбейнітових солей виникають пікромерит, епсоміт, кізерит, леоніт, льовеїт і вторинні каїніт, сильвін, полігаліт, гіпс.

Епігенетичний метаморфізм охоплює процеси, зумовлені впливом факторів. Не пов’язаних генетично із соляними покладами (приток ґрунтових вод, коливання температури, тектонічні рухи).