Ученые предложили модель формирования залежей скандия в углях Сибири
Специалисты Томского политехнического университета вместе с коллегами из Дальневосточного геологического института ДВО РАН изучили Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн. Итогом работы стала геолого-геохимическая модель, описывающая, как в углях образуются промышленные концентрации скандия. В перспективе она поможет находить новые участки, обогащенные этим металлом. Публикация вышла в International Journal of Coal Geology (Q1, IF: 7,3). Данную информацию сообщает портал АК&М.
По прогнозам, в золе угольных пластов содержание редкого металла доходит до 0,3-0,4 %. Это свыше чем в сто раз больше среднего показателя по миру. Максимума концентрации достигают в тонких пластах юрского возраста.
Скандий относят к стратегически важным металлам. Его добавляют при синтезе алюминиевых сплавов — готовые изделия становятся лёгкими, прочными и жаропрочными. Такие материалы востребованы в авиации, космической отрасли, энергетике, машиностроении и материаловедении. Сейчас металл получают в основном попутно, перерабатывая бокситы, никеленосные коры выветривания или отходы металлургии. Следы скандия в западносибирском бассейне находили и раньше, но почему он накапливался и насколько широко распространён, оставалось неясным.
Учёные проанализировали 578 проб угля и 48 проб вмещающих пород. Материал собрали на 65 участках, включая восемь угольных месторождений и проявлений. Район работ растянулся свыше 1 300 километров с запада на восток и более 1 500 километров с севера на юг. Исследователи выясняли, в каких формах скандий присутствует в угле и золе и как его концентрация меняется внутри пласта. Содержание металла определяли нейтронно-активационным анализом и масс-спектрометрией с индуктивно связанной плазмой, часть работ выполнили на ядерном реакторе ТПУ. Полученные данные легли в основу модели.
Профессор отделения геологии ТПУ Сергей Арбузов пояснил, что модель описывает появление аномально высоких концентраций. Источником металла, по его словам, выступали древние породы основного и ультраосновного состава из офиолитовых поясов. Скандий высвобождался при выветривании, затем переносился подземными водами, в том числе щелочными содовыми и гидрокарбонатными, и накапливался в сформировавшихся угольных пластах. Сегодня он связан главным образом с органическим веществом угля, отчасти входит во вторичные цирконосиликатные минералы. Собственных минералов скандия в бассейне не нашли.
В Шаимском районе на западе бассейна запасы оценивают примерно в 250 тыс. тонн, а по всему бассейну — свыше 1 млн тонн. Арбузов добавил, что речь идёт о геологическом потенциале, а не о готовом месторождении. Многие перспективные пласты лежат глубоко, поэтому отдельно предстоит оценить экономику добычи, технологии извлечения и экологические последствия переработки. При этом угли Западной Сибири могут оказаться не только топливом, но и вероятным источником стратегического металла.
