Ученые предложили модель формирования месторождений скандия в угленосных отложениях
Ученые Томского политеха и Дальневосточного геологического института ДВО РАН провели исследование Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна и предложили геолого-геохимическую модель формирования промышленных концентраций скандия в углях бассейна. В будущем она может стать основой для поиска новых участков, обогащенных этим металлом.
Почему это важно?
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.
Как исследовали?
Авторы проанализировали 578 образцов угля и 48 образцов углевмещающих пород, собранных с 65 участков бассейна, в том числе с восьми угольных месторождений и проявлений. Исследователи изучили формы нахождения скандия в угле и золе, а также изменение его концентраций внутри пласта. Для определения содержания металла использовали нейтронно-активационный анализ и масс-спектрометрию с индуктивно связанной плазмой; часть исследований выполнили на исследовательском ядерном реакторе ТПУ.
Что показала модель?
Источником металла в бассейне были древние породы основного и ультраосновного состава, связанные с офиолитовыми поясами. Скандий высвобождался из них под воздействием процессов выветривания, переносился подземными водами, в том числе щелочными содовыми и гидрокарбонатными, и накапливался в оформившихся угольных пластах. Сегодня скандий в основном связан с органическим веществом угля, частично входит в состав вторичных цирконосиликатных минералов; самостоятельных минералов скандия в бассейне не обнаружено.
Результаты
Содержание скандия в золе отдельных угольных пластов достигает 0,3–0,4% — более чем в сто раз выше мирового среднего уровня для золы углей. Наиболее высокие концентрации обнаружены в тонких угольных пластах юрского возраста. По оценкам ученых, количество скандия в Шаимском районе на западе бассейна составляет примерно 250 тыс. тонн, а для всего бассейна может превышать 1 млн тонн.
Что дальше?
Речь пока 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 показывают, что угли Западной Сибири могут быть не только топливным сырьем, но и возможным источником стратегически важного металла.