Российские ученые предложили модель формирования месторождений скандия в угленосных отложениях
Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) и Дальневосточного геологического института ДВО РАН провели исследование Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна и предложили геолого-геохимическую модель формирования промышленных концентраций скандия в углях бассейна, которая в будущем может стать основой для поиска новых участков, обогащенных скандием.
Скандий — стратегически важный металл, который используют в алюминиевых сплавах для авиации, космоса, энергетики и машиностроения. В основном его получают как попутный продукт при переработке бокситов, никеленосных кор выветривания и отходов металлургии. Ранее скандий находили в Западно-Сибирском нефтегазоносном бассейне, но факторы его накопления и масштабы распространения оставались неизученными.
Авторы проанализировали 578 образцов угля и 48 образцов углевмещающих пород, которые были собраны с 65 участков Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна, в том числе — восьми угольных месторождений и проявлений.
Исследователи изучили формы нахождения скандия в образцах угля и золы, а также изменение его концентраций внутри пласта. Для определения содержания металла ученые использовали нейтронно-активационный анализ и масс-спектрометрию с индуктивно связанной плазмой. Часть исследований была выполнена на исследовательском ядерном реакторе ТПУ. Результаты легли в основу геолого-геохимической модели формирования скандийсодержащих углей.
«Наша модель позволяет предположить, как сформировались аномально высокие концентрации скандия в угольных пластах. Так, в Западно-Сибирском бассейне источником металла были древние породы основного и ультраосновного состава, связанные с офиолитовыми поясами. Скандий высвобождался из них под воздействием процессов выветривания. Затем он переносился подземными водами, в том числе щелочными содовыми и гидрокарбонатными, и накапливался в оформившихся угольных пластах. На сегодняшний день скандий в основном связан с органическим веществом угля, частично он входит в состав вторичных цирконосиликатных минералов. Самостоятельных минералов скандия в бассейне не обнаружено», — рассказал один из авторов исследования, профессор отделения геологии ТПУ Сергей Арбузов.
Результаты исследований показали, что содержание скандия в золе отдельных угольных пластов достигает 0,3-0,4 %, это более чем в сто раз выше мирового среднего уровня для золы углей. Наиболее высокие концентрации скандия обнаружены в тонких угольных пластах юрского возраста.
По оценкам ученых, количество скандия в Шаимском районе на западе Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна составляет примерно 250 тыс. тонн, а для всего бассейна количество металла может превышать 1 млн тонн.
«На данный момент речь идет о геологическом потенциале, а не о готовом промышленном месторождении. Многие перспективные угольные пласты залегают глубоко, поэтому необходимо отдельно оценить экономику добычи, технологии извлечения скандия и экологические последствия переработки. Однако результаты исследования показывают, что угли месторождений Западной Сибири могут быть не только топливным сырьем, но и с высокой долей вероятности возможным источником стратегически важного металла», — отметил ученый.