CC BY
14УДК 338.45:553.078:552.58:552.513 (474)
А. С. БАЛАХОНОВА, В. И. ВЯЛОВ, И. А. НЕЖЕНСКИЙ, Е. В. СЕМЕНОВ, М. В. МИРХАЛЕВСКАЯ (ВСЕГЕИ)
ГЕОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МЕТАЛЛОНОСНОСТИ ДИКТИОНЕМОВЫХ СЛАНЦЕВ И ОБОЛОВЫХ ПЕСЧАНИКОВ ПРИБАЛТИЙСКОГО БАССЕЙНА
Диктионемовые сланцы и оболовые песчаники (фосфориты) Прибалтийского бассейна являются перспективным геолого-промышленным типом руд, содержащим концентрации редких, рассеянных, редкоземельных, радиоактивных, цветных, благородных металлов, отвечающие принятым кондициям. Предложена методика геолого-экономической оценки их прогнозных ресурсов и вычислена потенциальная стоимость ожидаемых запасов.
Ключевые слова: геолого-экономическая оценка, Прибалтийский бассейн, диктионемовые сланцы, оболовые песчаники (фосфориты).
Dictyonema shales and obolus sandstones (phosphorites) of Baltic sedimentary basin are promising geological-industrial type ores containing different concentration conditions meet the rare and scattered, rare earth, radioactive, non-ferrous, precious metals. The technique of a geological and economic estimation of their expected resources is offered and the potential cost of expected stocks is calculated.
Keywords: geological and economic estimation, Baltic sedimentary basin, dictyonema shales, obolus sandstones (phosphorites).
Черносланцевые породы и фосфориты в настоящее время рассматриваются в качестве источника стратиформного оруденения радиоактивных, редких, рассеянных элементов, а также благородных металлов [1, 2].
Прибалтийский сланцево-фосфоритовый бассейн располагается в юго-западном и южном обрамлении Балтийского кристаллического щита и входит в состав венд-палеозойского платформенного чехла. Бассейн является составной частью Прибалтийской и Ладожской моноклиналей Русской плиты. Диктионемовые (или черные) сланцы и песчаники с обломками раковин Оbolus (эпоха раннего ордовика, тремадокский ярус, пакерортский горизонт) широко распространены в Ленинградской области. Осадки российской части бассейна в Ленинградской области в широтном направлении прослеживаются примерно на 300 км от границы с Эстонией до р. Сясь. Северная граница маркируется ордовикским глинтом вдоль южного берега Финского залива Балтийского моря и до Ладожского озера. Диктионемовые сланцы (ДС) являются энергетическим низкосортным топливом (теплотворная способность 1060—1300 ккал/кг, выход смолы около 3%, теплота сгорания 8800—9600 ккал/кг), а также потенциальным сырьем для получения урана (бедные или убогие урановые руды), редких и рассеянных элементов [1, 2]. Оболовые пески и песчаники (ОП) уже в XIX в. использовались как сырье для производства фосфорных удобрений. Месторождения и проявления фосфоритов в Ленинградской области многочисленны (Кингисеппское и др.) [2].
Прогнозные ресурсы ДС и ОП в Ленинградской области огромны (сотни млрд т). По данным атомной спектрометрии, по пробам из скважин и обнажений в ЦЛ ВСЕГЕИ установлено, что в ДС развита промышленная, соответствующая содержаниям металлов в промышленных типах руд Госу-
дарственного баланса запасов (ГБЗ) месторождений полезных ископаемых Российской Федерации, минерализация Re, Rb, Cs, МПГ, W, Zn, подтверждено промышленное оруденение V, 11, Mo, ^ Имеются повышенные содержания РЗМ, Sc и др. В ОП установлены промышленные концентрации РЗМ, МПГ, W, высокие содержания Sг и др. металлов.
Нами рассматривалась металлоносность ДС и ОП на поисковой площади в 900 км2 (район Кай-болово — Копорье — Гостилицы), где пласты ДС и ОП имеют среднюю мощность по 2,5 м.
В пласте ДС выделены два участка (1 и 2) повышенных концентраций полезных компонентов с максимальной мощностью пласта. Участок 1 имеет площадь 200 км2 и среднюю мощность продуктивного пласта 4,8 м, участок 2 — 320 км2 и 3,6 м. В пласте ОП также выделяется участок повышенных концентраций металлов (участок 2) площадью 320 км2 и средней мощностью 2,3 м.
Рассчитаны средние содержания полезных компонентов в ДС и ОП в целом для всей изучаемой площади, а также отдельно для участков внутри этой площади.
Результаты геолого-экономической стоимостной оценки промышленной минерализации ДС и ОП на редкие, редкоземельные, благородные, радиоактивные, цветные металлы приведены в табл. 1, 2.
Целый ряд металлов в ДС и ОП, образуя промышленные концентрации, находится обычно на уровне бедных или убогих руд (но рений — руды от богатых до рядовых).
Если показатели анализов не совпадали с принятыми показателями ГБЗ, они пересчитывались. Например, средние содержания по ванадию имелись непосредственно по металлу. В ГБЗ учитываются содержания и запасы ^05. Исходя из атомных весов элементов среднее содержание ванадия в ДС на участке 1, равное 712,4 г/т, пересчитано в со-
Региональная геология и металлогения, № 56, 2013 © А. С. Балахонова, В. И. Вялов, И. А. Неженский,
Е. В. Семенов, М. В. Мирхалевская, 2013
Геолого-экономическая стоимостная оценка промышленной минерализации ДС на спектр металлов
Показатели продуктивного пласта ДС Кайболово-Гостилицкой площади Ед. изм. Значения показателей
уч. 1 уч. 2 вся площадь
Средние содержания рения г/т 0,15 0,12 0,14
Прогнозные ресурсы рения кат. Р3 т 288 276 630
Принимаемый Кп прогнозных ресурсов рения кат. Р3 в доли ед. 0,2 0,2 0,2
пром. запасы
Ки рения доли ед. 0,25 0,25 0,25
Извл. пром. запасы рения т 14,4 13,8 31,5
Цена рения руб./г 96 96 96
Потенц. стоим. извл. пром. запасов рения млн руб. 1382,4 1324,8 3024
Средние содержания ^05 в пересчете с содержания V г/т 1272 1327 1441
Прогнозные ресурсы ^05 кат. Р3 т 2 442 240 3 057 408 6 484 500
Принимаемый Кп прогнозных ресурсов ^05 кат. Р3 в пром. доли ед. 0,2 0,2 0,2
запасы
Ки УА доли ед. 0,6 0,6 0,6
Извл. пром. запасы ^05 т 293 068,8 366 889 778 140
Цена V2O5 руб./г 0,34 0,34 0,34
Потенц. стоим. извл. пром. запасов ^05 млн руб. 99 643,39 124 742,2 264 567,6
Средние содержания галлия г/т 15 11 12
Прогнозные ресурсы галлия кат. Р3 т 28 800 25 344 54 000
Принимаемый Кп прогнозных ресурсов галлия кат. Р3 в доли ед. 0,2 0,2 0,2
пром. запасы Р3
Ки галлия доли ед. 0,8 0,8 0,8
Извл. пром. запасы галлия т 4608 4055,04 8640
Цена галлия руб./г 10 10 10
Потенц. стоим. извл. пром. запасов галлия млн руб. 46 080 40 550,4 86 400
Средние содержания Cs2O в пересчете с содержания Cs г/т 4,2 3,3 3,5
Прогнозные ресурсы Cs2O кат. Р3 т 8064 7603 15 750
Принимаемый Кп прогнозных ресурсов Cs2O кат. Р3 в доли ед. 0,2 0,2 0,2
пром. запасы
Ки Cs2O доли ед. 0,5 0,5 0,5
Извл. пром. запасы Cs2O т 806,4 760,3 1575
Цена Cs2O руб./г 7 7 7
Потенц. стоим. извл. пром. запасов Cs2O млн руб. 5644,8 5322,1 11025
Средние содержания урана г/т 158 170 227,3
Прогнозные ресурсы урана кат. Р3 т 303 360 391 680 1 022 850
Принимаемый Кп прогнозных ресурсов урана кат. Р3 в доли ед. 0,2 0,2 0,2
пром. запасы
Ки урана доли ед. 0,8 0,8 0,8
Извл. пром. запасы урана т 48 537,6 62 668,8 16 3656
Цена урана руб./г 3,9 3,9 3,9
Потенц. стоим. извл. пром. запасов урана млн руб. 189 296,6 244 408,3 638 258,4
Средние содержания скандия г/т 9,8 7,85 8,14
Прогнозные ресурсы скандия кат. Р3 т 18 816 18 086 36 630
Принимаемый Кп прогнозных ресурсов скандия кат. Р3 в доли ед. 0,2 0,2 0,2
пром. запасы
Ки скандия доли ед. 0,35 0,35 0,35
Извл. пром. запасы скандия т 1317,12 1266,02 2564,1
Цена скандия руб./г 25 25 25
Потенц. стоим. извл. пром. запасов скандия млн руб. 32 928 31 650,5 64 102,5
Средние содержания МПГ г/т 0,034 0,022 0,025
Прогнозные ресурсы МПГ кат. Р3 т 65,3 50,7 112.5
Принимаемый Кп прогнозных ресурсов МПГ кат. Р3 в доли ед. 0,2 0,2 0,2
пром. запасы
Ки МПГ доли ед. 0,8 0,8 0,8
Извл. пром. запасы МПГ т 10,45 8,11 18
Цена МПГ руб./г 1090 1090 1090
Потенц. стоим. извл. пром. запасов МПГ млн руб. 11 388,32 8842,08 19620
Средние содержания молибдена г/т 156,2 170,8 183,1
Прогнозные ресурсы молибдена кат. Р3 т 299 904 393 523 823 950
Принимаемый Кп прогнозных ресурсов молибдена кат. Р3 в доли ед. 0,2 0,2 0,2
пром. запасы
Ки молибдена доли ед. 0,6 0,6 0,6
Извл. пром. запасы молибдена т 35 988,48 47 222,76 98 874
Цена молибдена руб./г 1,2 1,2 1,2
Потенц. стоим. извл. пром. запасов молибдена млн руб. 43 186,18 56 667,31 118 648,8
Средние содержания TR2O3 г/т 265,7 279,8 288,6
Прогнозные ресурсы TR2O3 кат. Р3 т 510 144 644 659 1 298 700
Показатели продуктивного пласта ДС Ед. изм. Значения показателей
Кайболово-Гостилицкой площади уч. 1 уч. 2
вся площадь
Ки TR2Oз доли ед. 0,6 0,6 0,6
Извл. пром. запасы TR2Oз т 61 217,28 77 359,08 155 844
Цена TR2Oз руб./г 3 3 3
Потенц. стоим. извл. пром. запасов TR2Oз млн руб. 183 651,8 232 077,2 467 532
Средние содержания Rb2O г/т 102,2 84,7 90,4
Принимаемый Кп прогнозных ресурсов Rb2O кат. Р3 в доли ед. 0,2 0,2 0,2
пром. запасы
Ки Rb2O доли ед. 0,5 0,5 0,5
Извл. пром. запасы Rb2O т 19 622,4 19 514,9 40 680
Цена Rb2O руб./г 40 40 40
Потенц. стоим. извл. пром. запасов Rb2O млн руб. 784 896 780 596 1 627 200
Средние содержания меди г/т 115,8 113,5 115,3
Прогнозные ресурсы меди кат. Р3 т 222 336 261 504 518 850
Принимаемый Кп прогнозных ресурсов меди кат. Р3 в доли ед. 0,2 0,2 0,2
пром. запасы
Ки меди доли ед. 0,74 0,74 0,74
Извл. пром. запасы меди т 32 905,73 38 702,59 76 789,8
Цена меди руб./г 0,2 0,2 0,2
Потенц. стоим. извл. пром. запасов меди млн руб. 6581,15 7740,52 15 357,96
Средние содержания цинка г/т 430,7 762 762,6
Прогнозные ресурсы цинка кат. Р3 т 826 944 1 755 648 3 431 700
Принимаемый Кп прогнозных ресурсов цинка кат. Р3 в доли ед. 0,2 0,2 0,2
пром. запасы
Ки цинка доли ед. 0,6 0,6 0,6
Извл. пром. запасы цинка т 99 233,28 210 677,8 411 804
Цена цинка руб./г 0,06 0,06 0,06
Потенц. стоим. извл. пром. запасов цинка млн руб. 5953,997 12 640,67 24 708,24
Средние содержания WOз г/т 18,3 49,9 45,6
Прогнозные ресурсы WO3 кат. Р3 т 35 136 114 970 205 200
Принимаемый Кп прогнозных ресурсов WO3 кат. Р3 в пром. доли ед. 0,2 0,2 0,2
запасы
Ки WO3 доли ед. 0,66 0,66 0,66
Извл. пром. запасы WO3 т 4637,95 15 176,04 27 086,4
Цена WO3 руб./г 0,7 0,7 0,7
Потенц. стоим. извл. пром. запасов WO3 млн руб. 3246,566 10623,23 18960,48
Средние содержания ТЮ2 г/т 5900 5400 5678
Прогнозные ресурсы ТЮ2 кат. Р3 т 11 328 000 12 441 600 25 551 000
Принимаемый Кп прогнозных ресурсов ТЮ2 кат. Р3 в пром. доли ед. 0,2 0,2 0,2
запасы
Ки ТЮ2 доли ед. 0,64 0,64 0,64
Извл. пром. запасы ТЮ2 т 1 449 984 1 592 525 3 270 528
Цена ТЮ2 руб./г 0,1 0,1 0,1
Потенц. стоим. извл. пром. запасов ТЮ2 млн руб. 144 998,4 159 252,5 327 052,8
Общая потенц. стоимость пром. запасов всех ПИ млн руб. 1 558 878 1 708 697 3 686 458
Доля в общей потенц. стоимости всех ПИ
рения % 0,089 0,078 0,082
ванадия % 6,392 7,30 7,177
галлия % 2,956 2,373 2,344
цезия % 0,362 0,311 0,299
урана % 12,143 14,304 17,314
скандия % 2,112 1,852 1,739
МПГ % 0,731 0,5175 0,532
молибдена % 2,770 3,316 3,219
РЗЭ % 11,781 13,582 12,682
рубидия % 50,35 45,684 44,14
меди % 0,422 0,453 0,417
цинка % 0,382 0,74 0,670
вольфрама % 0,208 0,622 0,514
титана % 9,301 9,320 8,872
Примерная доля пром. запасов рассмотренных ПИ в стоим. доли ед. 0,4 0,4 0,4
первого товарного продукта
Товарная (продажная) стоим. прогнозных ресурсов кат. Р3 млн руб. 623 551,1 683 478,9 1 474 583
рассмотренных ПИ
Геолого-экономическая стоимостная оценка промышленной минерализации ОП на ряд металлов
Показатели продуктивного пласта фосфоритов Кайболово-Гостилицкой площади Ед. изм. Значения показателей
уч. 2 вся площадь
Средние содержания рения г/т 0,02 0,02
Прогнозные ресурсы рения кат. Р3 т 36,8 112,5
Принимаемый Кп прогнозных ресурсов рения кат. Р3 в пром. запасы доли ед. 0,2 0,2
Ки рения доли ед. 0,25 0,25
Извл. пром. запасы рения т 1,84 5,625
Цена рения руб./г 96 96
Потенц. стоим. извл. пром. запасов рения млн руб. 176,64 540
Средние содержания урана г/т 104,6 31,1
Прогнозные ресурсы урана кат. Р3 т 192 464 174 938
Принимаемый Кп прогнозных ресурсов урана кат. Р3 в пром. запасы доли ед. 0,2 0,2
Ки урана доли ед. 0,8 0,8
Извл. пром. запасы урана т 30 794,24 27 990,08
Цена урана руб./г 3,9 3,9
Потенц. стоим. извл. пром. запасов урана млн руб. 120 097,5 109 161,3
Средние содержания WO3 г/т 17,4 42,7
Прогнозные ресурсы WO3 кат. Р3 т 97 875 240 188
Принимаемый Кп прогнозных ресурсов WO3 кат. Р3 в пром. запасы доли ед. 0,2 0,2
Ки WO3 доли ед. 0,66 0,66
Извл. пром. запасы WO3 т 12 919,5 31 704,82
Цена WO3 руб./г 0,7 0,7
Потенц. стоим. извл. пром. запасов WO3 млн руб. 9043,65 22 193,37
Средние содержания МПГ г/т 0,013 0,013
Прогнозные ресурсы МПГ кат. Р3 т 24 73
Принимаемый Кп прогнозных ресурсов МПГ кат. Р3 в пром. запасы доли ед. 0,2 0,2
Ки МПГ доли ед. 0,8 0,8
Извл. пром. запасы МПГ т 3,84 11,68
Цена МПГ руб./г 1090 1090
Потенц. стоим. извл. пром. запасов МПГ млн руб. 4185,6 12 731,2
Средние содержания TR2O3 г/т 716,3 425,6
Прогнозные ресурсы TR2O3 кат. Р3 т 1317992 2394000
Принимаемый Кп прогнозных ресурсов TR2O3 кат. Р3 в пром. запасы доли ед. 0,2 0,2
Ки TR2O3 доли ед. 0,6 0,6
Извл. пром. запасы TR2O3 т 158159 287280
Цена TR2O3 руб./г 3 3
Потенц. стоим. извл. пром. запасов TR2O3 млн руб. 474 477,1 861 840
Общая потенциальная стоимость промышленных запасов всех ПИ млн руб. 607 980,5 1 006 466
Доля в общей потенц. стоимости всех ПИ
рения % 0,029 054 0,0537
урана % 19,75352 10,846
вольфрама % 1,487 2,2051
МПГ % 0,688 1,2649
РЗЭ % 78,042 85,630
Примерная доля пром. запасов рассмотренных ПИ в стоим. первого доли ед. 0,4 0,4
товарного продукта
Товарная (продажная) стоим. прогнозных ресурсов кат. Р3 рассмо- млн руб. 243 192,2 402 586,4
тренных ПИ
держание пятиокиси ванадия: атомный вес ванадия 51, кислорода 16, молекулы ^05 182, концентрация пятиокиси ванадия в ДС 1272 г/т.
Точно так же пересчитывались содержания металлов на содержание окислов и по некоторым другим компонентам (вольфрам, цезий и др.). После этого рассчитывались прогнозные ресурсы. Удельный вес ДС пласта принимался равным 2, ОП — 2,5 т/м3.
Необходимо было определить «вес» перспективных пластов и участков в тоннах. Для этого площадь соответствующего участка перемножалась на его среднюю мощность (М) и на удельный вес ф) породы — сланца или песчаника. Таким образом, вес пласта определялся как Q = S х М х D. Для ДС всей изучаемой площади он оказался равным
4500, участка 1 — 1920, участка 2 — 2304, для пласта фосфоритов в пределах всей площади — 5625, участка 2 — 1840 млн т.
Прогнозные ресурсы металлов различных компонентов (Р) в граммах, переводимых затем в тонны, рассчитывались как произведение их средних концентраций (С), выраженных в г/т, на вес соответствующего блока пород в тоннах Р = С х Q. Прогнозные ресурсы таких больших объемов пород, как пласты ДС и фосфоритов, в целом и участков в них, отнесены к ресурсам кат. Р3. Коэффициент перевода прогнозных ресурсов в промышленные запасы принят равным 0,2.
Помимо количества прогнозных ресурсов тех или иных ценных металлов, рассчитывалась их потенциальная стоимость, вероятное (гарантированное)
Рис. 1. Структура потенциальной стоимости запасов ДС, %
а — на всей поисковой площади, б — на участке 1, в — на участке 2
Рис. 3. Структура потенциальной стоимости запасов ДС (без учета Rb), %
а — на всей поисковой площади, б — на участке 1, в — на участке 2
наименьшее количество ожидаемых промышленных запасов в случае освоения этих площадей и некоторые другие показатели (табл. 1, 2).
Что касается размеров ожидаемых месторождений, исходя из количества их извлекаемых запасов, то крупными они являются для рения, ванадия, галлия, цезия, урана, скандия (на всех участках), молибдена (в ДС), редкоземельных металлов (в ОП), средними для редкоземельных металлов, рубидия, цинка (в ДС), платиноидов (на всех участках), мелкими для вольфрама (на всех участках), титана (в ДС) и очень мелкими для меди (в ДС).
Основную долю в стоимости ожидаемых извлекаемых запасов играют для ДС рубидий (порядка половины стоимости), уран, редкоземельные металлы, титан, ванадий, молибден, галлий (в порядке уменьшения доли), а для ОП редкоземельные металлы (более трех четвертей стоимости) и уран (рис. 1, 2).
Общая потенциальная стоимость ожидаемых извлекаемых запасов полезных компонентов ДС Кайболово-Гостилицкой площади в целом равна 3,7, участка 1 — 1,56, участка 2 — 1,7 трлн руб. Потенциальная стоимость ожидаемых извлекаемых запасов ПИ пласта ОП составляет 1, а локального участка — 0,6 трлн руб.
Геолого-экономическая оценка металлоносно-сти ДС проводилась как с учетом, так и без учета рубидия. Во втором случае основная доля стоимости
запасов приходится на редкоземельные металлы и уран, а также на титан, ванадий, галлий, молибден и др. (рис. 3).
Общая потенциальная стоимость ожидаемых извлекаемых запасов металлов в этом случае будет равна для ДС Кайболово-Гостилицкой площади в целом 2, для участка 1 — 0,8, для участка 2 — 0,9, всей толщи ДС+ОП — 3 трлн руб.
Как видно, ДС и ОП являются ценнейшим комплексным сырьем на спектр разнообразных дефицитных металлов, причем источник такого сырья (Прибалтийский осадочный бассейн) располагается в благоприятных инфраструктурных условиях (Ленинградская область). Порядок цифр стоимостной оценки этих металлов (первые трлн руб. только на одной поисковой площади протяженного Прибалтийского бассейна) показывает, что Россия имеет огромное богатство недр в непосредственной близости к крупнейшему промышленному центру, каким является Санкт-Петербург.
1. Вялов В.И., Миронов Ю.Б., Неженский И.А. О ме-таллоносности диктионемовых сланцев Прибалтийского бассейна // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2010. № 5. - С. 19-23.
2. Киселев И.И., Проскуряков В.В., Саванин В.В. Геология и полезные ископаемые Ленинградской области. — СПб., 2002. - 236 с.
Балахонова Алина Сергеевна — аспирант, науч. сотрудник, ВСЕГЕИ. <Balakhonova_Alina@vsegei.ru>. Вялов Владимир Ильич — доктор геол.-минер. наук, зав. отделом, ВСЕГЕИ. <Vladimir_Vyalov@vsegei.ru>. Неженский Игорь Анатольевич — доктор геол.-минер. наук, гл. науч. сотрудник, ВСЕГЕИ.
<Igor_Nezhensky@vsegei.ru>. Семенов Евгений Владимирович — аспирант, ВСЕГЕИ, геолог, ПЭРМПИ. <semenovv4@gmail.com>. Мирхалевская Наталья Валериевна — вед. инженер, ВСЕГЕИ. <Natalia_Mirkhalevska@vsegei.ru>.
