CC BY
145DOI:10.38197/2072-2060-2021-228-2-181-195
РЕСУРСНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ РОССИИ1
RESOURCE POTENTIAL OF THE ARCTIC ZONE OF RUSSIA
ПЕТРОВ ВЛАДИСЛАВ АЛЕКСАНДРОВИЧ
Директор Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук (ИГЕМ РАН), член-корреспондент РАН, доктор геолого-минералогических наук
VLADISLAV A. PETROV
Director of Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry Russian Academy of Sciences (IGEM RAS), Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Doctor of Geologo-Mineralogical Sciences
ВОЛКОВ АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ
Заведующий лабораторией Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук (ИГЕМ РАН), доктор геолого-минералогических наук
1 Работа выполнена в рамках государственного задания ИГЕМ РАН и гранта РФФИ № 18-0570001) «Изучение геологических и геодинамических обстановок формирования крупных месторождений стратегических металлов Арктической зоны России: выводы для прогнозирования и поисков новых месторождений».
182
VOLKOV ALEXANDER VLADIMIROVICH
Head of Laboratory, Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry Russian Academy of Sciences (IGEM RAS), Doctor of Geologo-Mineralogical Sciences
АННОТАЦИЯ
В статье оценены перспективы развития стратегических минеральных ресурсов в Арктической зоне России (АЗР). Несмотря на почти вековую историю горнодобывающих работ, недра АЗР содержат еще достаточное количество минерального сырья. Наибольшее значение для экономики страны в настоящее время имеют - Ni, Cu, металлы платиновой группы, Di2, P2O5, Zn, Pb, Au, Ag, Fe-руды, Ti, и др. Полученные результаты основаны на анализе наиболее полной базы данных, составленной по месторождениям различных минеральных типов Российской Арктики. Выполненный анализ показал, что горнодобывающая промышленность имеет значительные перспективы развития на территории Арктической зоны России. ABSTRACT
The article assesses the prospects for the development of strategic mineral resources in the Arctic zone of Russia (AZR). Despite the almost century-old history of mining, the subsoil of the AZR still contains a sufficient amount of mineral raw materials. The most important for the country's economy are currently Ni, Cu, platinum group metals, Di2, P2O5, Zn, Pb, Au, Ag, Fe-ores, Ti, etc. The results obtained are based on the analysis of the most complete database compiled on deposits of various mineral types in the Russian Arctic. The analysis showed that the mining industry has significant development prospects in the Arctic zone of Russia.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Арктическая зона России, ресурсный потенциал, месторождение, стратегические металлы, фосфаты, алмазы.
2 Принятое в мире обозначение алмазов.
KEYWORDS
Arctic zone of Russia, resource potentiaL, deposit, stratégie metals, phosphates, diamonds.
ВВЕДЕНИЕ
Многие выдающиеся российские ученые и государственные деятели на протяжении XVII-XX веков организовывали и лично участвовали в изучении природных и минеральных ресурсов Арктической зоны. Имеющиеся в музее ИГЕМ РАН материалы кругосветного путешествия (1826-1829) на шлюпе «Сенявин» под командованием капитана Ф.П. Литке, Русской Полярной экспедиции (1886-1902), Шпицбергенской экспедиции (1898-1902), Гидрографической экспедиции Северного Ледовитого океана (1910-1915) и другие исторические сведения показывают, насколько Арктика была важна для нашего отечества.
В Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2035 года [1] основное внимание уделено развитию и созданию новых минерально-сырьевых центров (МСЦ) (рис. 1). Последние в транспортном отношении привязаны к Северному морскому пути. Несомненно, проектирование МСЦ требует новых подходов, предусматривающих широкое использованию информационных технологий и баз метаданных.
В ИГЕМ РАН создана и постоянно пополняется база данных по твердым полезным ископаемым (ТПИ) в Арктике, на основе которой при помощи ГИС-анализа подготовлена обзорная карта размещения месторождений стратегических металлов, алмазов и угля (рис. 2). Выполненный анализ показал, что Россия занимает первое место в мире среди ар-
184
Г"4. Ненецкий АО:~ развитие Варандейского, Колгуевского, Харьяго-Усинекого и Хасырейского нефтяных МСЦ, геологическое изучение на ^ТПИ
9. Республика Коми: развитие МСЦ Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции, развитие ГРР на ТПИ, создание ГМК Пижемского м-ния (~П, кварц) и развитие Парнокского Ре-Мп МСЦ
5. Ямало-Ненецкий АО: сжиженный газ п-ова Ямал и Гыдан, освоение газовых м-ний Обской губы, развитие Новопортовского НГК и Бованенковского ГК МСЦ, Тамбейской группы, подготовка к освоению шельфа, формирование комплекса переработки и нефтехимии (пос. Сабетта, Ямбург, г. Новый Уренгой), развитие МСЦ Надым-Пурской и Пур-Тазовской нефтегазоносных областей
7. Республика Саха-Якутия: развитие МСЦ Анабарского и Ленского р-нов, в т.ч. Томторского м-ния РЗМ, Верхнемунского м-ния алмазов, россыпных м-ний алмазов Анабарского, Булунского, Оленекского р-нов, Таймылырского м-ния каменного угля, Западно-Анабарского нефтяного МСЦ, освоение м-ний ТПИ (Аи - Кючус, Ад - Прогноз, Бп ^-Депутатское и Тирехтях)
Рис. 1. Основные направления реализации Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2035 года в части геологического изучения минерально-сырьевой базы, развития имеющихся и создания новых МСЦ в субъектах Российской Федерации
ктических стран — производителей минерального сырья [2]. При этом детальные металлогенические исследования выполнены лишь для отдельных регионов российской Арктики, значительная часть которой (более 4 млн км2) остается слабо изученной в силу трудной доступности.
В результате анализа была определена доля Арктики в мировой добыче по ряду полезных ископаемых: палладий — 40%, платина — 14%, никель — 12%, кобальт — 6%, медь, свинец, цинк, титан, золото, серебро, фосфаты от 1 до 4 %.
Доля Арктики в % от мировой добычи:
Pd ■ 40%, Pt ■ 14%, Ni -10%, Со - 5.6%, Zn ■ 4.4%, Ti ■ 4.4%, Ag -3.4%, Au -2.7%, REE-2.1%, Nb -1.9%, Cu -1.8%, Cr-1.1%
Доля Российского сектора в % от арктической добычи:
N5, Та, гг-100%, Со, N1, Рс1, Р1 > 95%, Си ~ 60%, Аи -37%, Ад -27%, Сг - 20%
Рис. 2. Распространение месторождений ТПИ в Арктике (по данным ГИС-анализа базы данных). В зарамочном оформлении карты показана доля Арктики по ряду полезных ископаемых в мировой добыче и доля российского сектора в арктической добыче
Наряду с этим была определена доля российского сектора в арктической добыче — кобальта, никеля, палладия, платины — больше 95%, меди — 60%, золото — почти 40%, серебра — почти 30% (см. рис. 2).
АЗР по стоимости добываемых ТПИ занимает лидирующую позицию, на втором месте Канада и на третьем с небольшим отставанием США [2]. Среди российских регионов лидирует Таймырский округ (ПАО «Норникель»), на втором месте Мурманская область (ПАО «Норникель», ПАО «Фоса-
186
гро» и ПАО «Северсталь») на третьем — Чукотский автономный округ (КинроссГолд, ОАО «Полиметалл») [3].
Цель статьи — показать, что Арктической зона Российской Федерации имеет значительный минерально-сырьевой потенциал ТПИ. В ходе подготовки публикации изучены многочисленные отечественные и зарубежные публикации, а также данные сайтов геологических служб, Министерства природных ресурсов РФ, горнодобывающих и геологоразведочных компаний. Подготовлен ГИС-проект, включающий картографический материал и базу данных по отечественным и зарубежным месторождениям ТПИ Арктики. Настоящая статья продолжает серию публикаций ИГЕМ РАН, посвященных минеральным ресурсам Арктики.
МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ ПОТЕНЦИАЛ ТПИ АЗР
В настоящее время база данных по ТПИ в Арктике ИГЕМ РАН включает информацию о размещении более 26 тысяч объектов — рудных и россыпных месторождений, рудопроявлений, точек минерализации, в том числе в России — более 8 тысяч. Среди объектов благородных металлов насчитывается около 400 месторождений, в том числе 33 крупных. В число медных объектов (около 4 тыс.) входят более 350 месторождений, из них — 7 крупных; более тысячи свинцово-цинковых проявлений включая более 200 месторождений, в т.ч. 9 крупных. В состав объектов остальных цветных металлов (более 3 тысяч) входят около 300 месторождений (6 крупных). Группа черных металлов в базе представлена более чем тысячью объектами, среди которых — более 200 месторождений, включая 9 крупных. Среди проявлений (около 450) редких металлов к месторождениям
относятся 74 объекта, из них — 3 крупных. Объектов радиоактивных металлов — более 500, включая 47 месторождений. База данных через координатную систему связана с бесшовной цифровой геологической картой, масштаб которой варьирует от 1:2500000 до 1:50 000 в зависимости от тематики включенных в базу данных слоев.
Выполненный ранее анализ показал, что минерально-сырьевой сектор в Арктике обладает большими перспективами развития (в 1,5-2 раза) [3]. Наибольший потенциал роста добычи ТПИ можно прогнозировать на практически неосвоенной территории Гренландии (см. рис. 2). Высоки перспективы открытия новых крупных месторождений в арктических секторах России, США и Канады. Наибольший потенциал роста добычи ТПИ в АЗР можно прогнозировать на практически неосвоенной территории северных улусов Якутии, Таймыре, Чукотке, в Архангельской области и Республике Карелии (рис. 3).
Си,N¡,00,
IV! Р С Печенга Та,МЬ,Ь1,5С,
1Лов|>зероь» иленегорское I г <тШ6инское \ п Д Т»едоро-Панское п»окте
1аш • ■ Се,1п,Са,В1
АТЕ"6*..
/
Сырадасайское
гапигаиское 4
центра)
_ ... _ - Сырадасаи ш<ое Ж •, Л
Лтуйнахс!
Иультин •• л., п.. м» л„ Совиное- *?Ту«анное
ln.Cd.Ga.Ge.Sb В-Л'^ист°жрито «х
.К^рЗйьвеем Кекурнф^^
Та.МЬ.Бс, ч,Рп,ч»а
гг.У.КЕЕ*.
Ломтор
Эбеляхское ■' ^Д^тЗгское
0 200 400
igem.ru
9
«2 АЗ ■ 4
♦ 5
Фб
. О?
Рис. 3. Размещение месторождений ТПИ в АЗР (по данным ГИС-анализа)
188
На карту вынесены стратегические и высокотехнологичные металлы, установленные и потенциальные месторождения разных секторов АЗР (REE — РЗМ). 1-9 — месторождения твердых полезных ископаемых: 1 — алмазов, 2 — благородных металлов (Pt, Pd, Au, Ag), 3-5 — цветных металлов: 3 — Cu-Mo, 4 — Zn-Pb, 5 — Sn-W, 6 — редкие металлы (РЗМ, Nb, Ta и др.), 7 — урана, 8 — черных металлов (железных и хромовых руд), 9 — угля.
РЕСУРСНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ БАТАРЕЙНЫХ МЕТАЛЛОВ
Прогнозируемый Международным энергетическим агентством (МЭА) [4] рост мирового спроса на электромобили заставляет автопром обратить пристальное внимание на запасы так называемых батарейных металлов для выпуска аккумуляторов. К ним относятся Li, Ni, Co, графит и редкоземельные металлы (РЗМ). По прогнозу МЭА, спрос на Со удвоится в ближайшее время примерно до 200 000 т в год [4]. Обеспечить поставки Со труднее всего, поскольку 65% его добычи приходится на Демократическую Республику Конго (ДРК), одну из беднейших и политически нестабильных стран мира.
В России основное производство батарейных металлов сосредоточено в Арктической зоне (в Норильске и Мурманской области). Так, 6% поставок Со и 12% поставок Ni в мире контролирует ПАО «Норникель» (рис. 4). Здесь находится седьмая часть всех мировых запасов никель-кобальтовых руд. В соответствии с требованием времени, ПАО «Норникель» начал модернизировать свое производство, чтобы увеличить поставку металлов для Li-ионных и других современных аккумуляторов.
Рис. 4. Норильский горнопромышленный район (Красноярский край) — главный поставщик ряда батарейных и технологических металлов в России и мире.
По оценкам экспертов, Li — это катализатор «зеленой революции». В связи с ажиотажным спросом потребление Li может вырасти в 4 раза к 2030 г. [4]. Уже сегодня в Китае планируют перевести весь общественный транспорт на Li-ионные аккумуляторы. А Норвегия до 2025 года и вовсе планирует отказаться от бензиновых двигателей. Для производства 500 тысяч электромобилей в год потребуется весь добываемый Li в мире.
На территории АЗР лучшими запасами и содержанием Li характеризуются Колмозерское и Полмостундровское месторождения Мурманской области (34% запасов по России) [5]. В России применение Li и его соединений до сих пор ограничивалось в основном оборонной промышленностью. Развивая «зеленые технологии», Россия вынуждена будет
190
использовать Li в возрастающих количествах. Вероятно, к 2035 г. потребность в Li может вырасти в несколько раз по сравнению с современным ее уровнем и составить не менее 3-5 тыс. т/год [5]. По прогнозам МЭА, мировой спрос на соединения Li в ближайшее время увеличится более чем в 2 раза; а через 20 лет потребление Li может возрасти вчетверо.
РЕСУРСНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
В АЗР, кроме батарейных металлов, добывается и планируется производить еще ряд важнейших так называемых «высокотехнологичных» металлов [6]. К этим металлам относят: Ro, 1п, Ga, Си, Мо,Та, Pd, Р1, Т^ Те, Se, Н, Zr, Re, Ge, Cd и 17 так называемых лантаноидов — редкоземельных металлов (РЗМ) во главе с La+Sc+Y. Все они критически важны для наукоемких отраслей экономики и для зеленого перехода.
Для каждой отрасли имеется свой перечень ключевых элементов [7]. Для автопрома — это Ro, Pd, Р^ V, Ш и La. Для волоконной оптики и электроники — Ge, Ga, 1п и Еи. Для специальных сталей и сверхтвердых сплавов — Мо, Ш, Та, Ti, Sc и Re. Изготовление высокоточной оптики немыслимо без La и Се. В солнечной энергетике незаменимы Те, 1п, Ga и Se. Без Т^ Sc и Re ни один реактивный самолет не поднимется в небо. С каждым годом этот перечень «высокотехнологичных» металлов становится все длиннее. Только поставки Мо, в связи с развитой минерально-сырье -вой базой, не доставляют головной боли мировой промышленности [6]. Остальные высокотехнологичные металлы по разным причинам — критические. Наиболее острая ситуация складывается с Ro и Pt. Каждый современный авто-
мобиль оснащается катализатором, в котором содержатся эти платиноиды. Мировое производство Ro, стоимость которого — $ 9000 за тройскую унцию (31,1 грамм), составляет примерно 50 т/год и практически достигло пика, как в Заполярном Норильске, так и в районе рифа Меренского в Южной Африке. Заменители для Ro и Pt не удается найти. Однако рост числа электромобилей весьма вероятно, приведет к уменьшению количества автомобилей с катализаторами [4].
Вместе с тем «зеленый автопром» нуждается в тех же РЗМ, наиболее критичном минеральном сырье. Однако их производство сегодня обеспечивается только гигантским месторождением Байян-Обо в КНР. Суммарное количество РЗМ, добываемое здесь — 125 тыс. т/год, в том числе 20 тыс. т Nd и 40 тыс. т La [8].
Аккумуляторы новейших гибридных автомобилей Toyota Prius и Honda Insight, как и других компаний, включая китайские, содержат минимум 12 кг La, 30 кг Ni и 2 кг Co. Тойота продала к настоящему времени более 1 млн шт. этих автомобилей [4]. Альтернативой китайским поставкам РЗМ могут быть месторождения АЗР (Хибинская группа, Ковдор, Ловозерское, Томтор). Но для увеличения добычи РЗМ за счет этих объектов потребуется более 10 лет.
С месторождениями АЗР связаны практически все балансовые запасы РЗМ [2, 5, 6]. Основная доля — более 40%, заключена в Хибинских месторождениях апатит-нефелиновых руд. Остальные запасы приходятся на комплексные лопаритовые руды (совместно с Та, Nb, Ti) Ловозерского месторождения (более 25%) и на коры выветривания редко-метальных карбонатитов месторождения Томтор (Якутия), содержащие попутный Nb.
192
В настоящее время все РЗМ в России извлекаются только из лопаритовых руд Ловозерского месторождения. Полученный лопаритовый концентрат направляется на металлургическую переработку на Соликамский металлургический завод (СМЗ), где из него производятся карбонаты и оксиды смешанных РЗЭ3 [6]. Свыше 70% РЗМ используется на предприятиях ОАО «Российская электроника» и холдинга «Швабе» (входят в ГК «Ростех»); 20-25% — в системе Росатома; 5% — в металлургическом секторе (как добавки к легированным сталям); остальное — нефтехимией и другими отраслями [6]. Необходимо отметить, что при ежегодной переработке более 7 млн т апатита, извлекая попутно РЗМ, Россия смогла бы удовлетворить почти 50% мирового спроса. Согласно Госпрограмме, Россия к 2020 году должна была выйти на самообеспечение РЗМ и полностью отказаться от импорта [6]. Однако эта цель не была достигнута.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Современное состояние минерально-сырьевой базы ТПИ в Арктике вполне удовлетворительное и обеспечивает устойчивое развитие экономики в ее пределах. Вместе с тем горнодобывающая промышленность имеет значительные перспективы развития в АЗР. Несмотря на длительную историю изучения АЗР, полного представления о ее ресурсном потенциале до сих пор не получено. Для оценки ресурсного потенциала АЗР необходимо продолжить использовать системный подход и методы сверхбыстрой обработки и хранения больших баз данных. Устойчивое социально-экономическое развитие Арктической зоны связано с состоянием ее минерально-сырьевой базы и зависит от
3 РЗЭ — редкоземельные элементы, РЗМ — редкоземельные металлы.
реализации комплекса инфраструктурных проектов и природоохранных мероприятий.
Недра Российской Арктики содержат значительный ресурсный потенциал критических металлов, необходимых для зеленых технологий, позволяющих создать новые или значительно увеличить объемы производства на действующих предприятиях. Препятствуют реализации этого потенциала: отсутствие достоверной информации о количестве в рудах и концентратах известных месторождений попутных критических металлов; технологические вопросы извлечения и низкая рентабельность производства. В связи с этим в качестве одного из главных направлений научных исследований предлагается детальное изучение содержания попутных критических металлов в рудах комплексных месторождений АЗР.
Несомненно, огромный ресурсный потенциал еще неоткрытых месторождений АЗР заслуживает большего внимания корпорации российских и зарубежных геологоразведочных и горнодобывающих компаний. На территории АЗР возможно открытие нескольких новых крупных месторождений стратегических видов минерального сырья. Прогнозируется увеличение добычи ТПИ в АЗР в 1,5-2 раза.
Библиографический список
1. Стратегия развития АЗРФ и обеспечения национальной безопасности на период до 2035 года. http://www.kremlin.ru/acts/ news/64274
2. Бортников Н.С., Лобанов К.В., Волков А.В., Галямов А.Л., Викен-тьев И.В., Тарасов Н.Н., Лаломов А.В., Аристов В.В., Дистлер В.В., Мурашов К.Ю. Чижова И.А., Чефранов Р.В. Месторождения страте-
194
гических металлов Арктической зоны // Геология рудных месторождений. 2015. Т. 57. № 6. С. 479-500.
3. Волков А.В., Сидоров А.А. Недра российской Арктики — кладовая металлов для «зеленых» технологий // Вестник РАН. 2020. Т. 90. № 1. С. 56-62. DOI: 10.31857/S0869587320010144
4. Global EV Outlook 2019. Paris: IEA, 2019. 160 p.
5. Волков А.В., Галямов А.Л., Лобанов К.В. Минеральное богатство Циркумарктического пояса // Арктика: Экономика и Экология. 2019. № 1. С. 106-117.
6. Бортников Н.С., Волков А.В., Галямов А.Л., Викентьев И.В., Лало-мов А.В., Аристов В.В., Мурашов К.Ю. Минеральные ресурсы высокотехнологичных металлов России: состояние и перспективы развития // Геология рудных месторождений. 2016. № 2. С. 97-119.
7. Inclusive Green Growth. The Pathway to Sustainable Development. Washington: The World Bank, 2012. 172 p.
8. Weng Z., Jowitt S.M., Mudd G.M., Haque N.A. Detailed assessment of global rare earth element resources: Opportunities and challenges // Economic Geology and the Bulletin of the Society of Economic Geologists. 2015. Vol. 110. P. 1925-1952
References
1. Strategia razvitia AZRF I obespechenie nationalnoy bezopasnosti do 2035 goda. http://www.kremlin.ru/acts/news/64274 (in Russian).
2. Bortnikov N.S., Lobanov K.V., Volkov A.V., Galyamov A.L., Vikentiev I.V., Tarasov N.N., Lalomov A.V., Aristov V.V., Distler V.V., Murashov K.Yu., Chizhova I.A., Chefranov R.V. Strategic Metal Deposits of the Arctic Zone // Geology of Ore Deposits. 2015. Vol. 57. No. 6. P. 433-453.
3. Volkov A.V., Sidorov A.A. The Interior of the Russian Arctic: A Trove of Metals for Green Technology // Herald of the Russian Academy of Sciences. 2020. Vol. 90. No. 1. P. 73-78.
4. Global EV Outlook 2019. Paris: IEA, 2019. 160 p.
5. Volkov A.V., Galyamov A.L., Lobanov K.V. Mineralnoe bogatstvo Cirkumarkticheskogo poysa // Arktika: Ekonomika I Ekologia. 2019. № 1. P. 106-117. (inRussian).
6. Bortnikov N.S., Volkov A.V., Galyamov A.L., Vikentiev I.V., Lalomov A.V., Aristov V.V., Murashov K.Yu. Mineral resources of high-tech metals in Russia: State of the art and outlook // Geology of Ore Deposits. 2016. Vol. 58. № 2. P. 83-103.
7. Inclusive Green Growth. The Pathway to Sustainable Development. Washington: The World Bank, 2012. 172 p.
8. Weng Z., Jowitt S.M., Mudd G.M., Haque N.A. Detailed assessment of global rare earth element resources: Opportunities and challenges // Economic Geology and the Bulletin of the Society of Economic Geologists. 2015. Vol. 110. P. 1925-1952.
Контактная информация / Contact information
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук (ИГЕМ РАН) 119017, Москва, Старомонетный переулок, д. 35.
Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and
Geochemistry Russian Academy of Sciences (IGEM RAS)
35, Staromonetny lane, 119017, Moscow, Russia.
Петров Владислав Александрович / Vladislav A. Petrov
+7 (499) 230-82-25, vlad243@igem.ru
Волков Александр Владимирович / Alexander V. Volkov
+7 (499) 230-84-76, alexandr@igem.ru
