Сопутствующие редкие и благородные металлы ископаемых углей юга Дальнего Востока Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

------------------------------------------ © Н.А. Лаврик, 2007

УДК 553.94/96.044.14(571.6)

Н.А. Лаврик

СОПУТСТВУЮЩИЕ РЕДКИЕ И БЛАГОРОДНЫЕ МЕТАЛЛЫ ИСКОПАЕМЫХ УГЛЕЙ ЮГА ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА

Я Я ри проектировании комплексных разработок угольных

И месторождений с предполагаемым использованием углей для энергетики, коксохимии, получением гуминовых кислот, термобрикетов, синтетического жидкого топлива и др. продукции, зачастую не учитывается, что «за бортом» останутся полезные компоненты, которые находятся в углях. Они либо будут накапливаться в золах, либо улетучатся в процессе переработки углей и сжигания.

Между тем обзор опубликованной литературы показывает, что бурые и каменные угли триасового, нижнемелового и палеоген-неогенового возраста месторождений юга Дальнего Востока содержат в повышенных количествах благородные и редкие элементы (рис. 1). В процессе совершенствования методов анализа появляются и новые данные. Да, конечно, пока эти исследования не носят системного характера, не претендуют на полноту, т.к. они очень трудоемки и дорогостоящи. Однако при благоприятной экономической ситуации и необходимости они могут быть востребованы.

Из литературных данных в настоящее время известно, что бурые и каменные угли отдельных месторождений юга Дальнего Востока содержат в повышенных и промышленных количествах благородные металлы - золото, серебро, платину и элементы платиновой группы палладий, осмий, иридий; редкие элементы - германий, галлий, иттрий, иттербий, литий, бериллий, скандий, стронций, цирконий, ниобий, рубидий, индий, селен, лантан, торий, гафний [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9].

Многие редкие элементы востребованы и интенсивно используются: иттрий - для производства новой конструкционной и высокотемпературной сверхпроводящей керамики и люминофоров;

скандий - в военной технике, для изготовления галогенных ламп; литий - для производства алюминий-литиевых сплавов для авиара-кетной техники; галлий - для производства лазерных диодов для волоконно-оптической связи и сверхвысокочастотного радиолокационного оборудования; бериллий - в электротехнике и электронике, в аэрокосмической технике, в автомобилестроении; германий - для производства инфракрасной техники, волоконной оптики, в фармацевтике, в металлургии.

В Амурской области в той или иной степени известна метал-лоносность углей 7 месторождений: Огоджинского, Тыгдинского, Свободного, Сергеевского, Ерковецкого, Райчихинского, АрхароБогучанского.

Огоджинское каменноугольное месторождение (рисунок) расположено в пределах палеозойской складчатости, относится к Гер-бикано-Огоджинскому угольному району, так же, как Гербикан-ское, Дигетканское и Сугодинское. Каменные угли Огоджинского месторождения содержат в среднем до 30 г/т золота [1] при повышенном содержании стронция и циркония [2, 3]. Угли месторождения марок Д, ДГ, СС, Т. Мацеральный состав углей: витринит 5090 %, семивитринит 8-20 %, инертинит 10-20 %, липтинит 0-5 %. Угли содержат до 2 % сульфидов. Каменные угли средневысокозольные Аа 17,2-41,2 %, влажность Wгt 3,9-9,2 %, выход летучих Уг 31,9-42,4 %.

В геологическом плане угленосная площадь отличается следующими особенностями:

• нижнемеловые угленосные отложения огоджинской свиты (К^) залегают на мезозойских гранитоидах;

• в фундаменте - палеозойские и протерозойские метаморфические образования и изверженные породы;

• угленосная огоджинская свита перекрывается и прорывается нижне-верхнемеловыми эффузивами и интрузивными образованиями;

• по северной окраине угленосной площади расположены издавна известные золоторудные и золотороссыпные место-рождения Ворошиловское, Верхнемынское, Токурское, Сагурское и др.

Исходя из сложности геологической ситуации, можно предположить, что формирование металлоносности углей могло

Условные обозначения

1^1 Бурсугольные месторожденияи их ____ названия

I—I Мсторовдения каменного упн и их названия

I I Улносные плотгад и их названия

Цифрами не схеме обозначены

1-Липсвецюэе, 2-Иїичєвсюе, ЗКснсгантинсвскэе, 4Але<сееНишгьсі«)е, ^Уссуийссюе, б-Пвлвскэе, 7-Ракшса«)е, 8-Ргтгах:всі«)е, 9-Черньшевсі«)е, Ю-Егуксвсыэе, И-Бснивурвшэе, Н-Снегсршэе (Адмсшскэе), В-Некинсюэе, 14М:нгугай(Ж)е, 15-Тавричансыэе, 1б-Аріемсвсюсе, П-Пощхдаенскэе, 18-Швюгсвсюэе, 19-Пршзан(ж>е, 20-Хасансюэе

ие реке и рассеянные элгменгы в улнх

______ Срединные ІМЮСНВЬЕ

-І—І— І-Бурешский, П-Ханкайский Области складчатости:

КЗ

ПиЕсзсйсвсй

177/1 Мгзззсйсвсй

ІЕЗ

Владивосток1

Рис. 1. Тектоническая схема основных угольных месторождений и площадей с сопутствующими благородными и редкими металлами на юге Дальнего Востока (использованы материалы Л.В. Эйриша, А.П. Сорокина, В.М. Кузьминых, В.В. Середина, В.В. Крапивенцевой, А.К. Седых, И.В. Китаева). носить терригенный характер, эксфильтрационный и инфильтра-

ционный [4].

Все следующие месторождения Амурской области расположены в пределах Буреинского срединного массива.

Бурые угли Тыгдинского месторождения отличаются повышенным содержанием германия, галлия, скандия, иттрия, иттербия по отдельным пробам [2, 3, 5]. Угли месторождения марки 1Б бузулинской свиты красно-коричневого цвета, тонкоштрихова-тые за счет линз, прослоев и обрывков лигнита. Мацеральный состав однообразный: гумодетринит-65-94 %, инертинит 2-30 %, лип-тинит 1-10 %. Зольность углей изменчива 6,6-45,0 %, влажность 43,3-67,7 % выход летучих 56,0-69,6 %. На Тыгдинском месторождении наиболее древние образования - толща песчаников с прослоями и линзами алевролитов, гравелитов, конгломератов и туфов мелового возраста. Разрывы не установлены.

Бурые угли Свободного и Сергеевского месторождений (рис.1) содержат в среднем 15-17 г/т золота [1]. Известно, что угли Сергеевского месторождения обогащены еще галлием, германием, иттрием, иттербием, скандием, бериллием. [2, 5]. Качественные характеристики углей этих месторождения близки. Угли светло- и темно-коричневого цвета, матовые, линзовидно-полосчатые с прослоями лигнита. Мацеральный состав углей: гуминит 50-100 %, инертинит 0-50 %, липтинита 0-25 %, альгинита 0-10 %. Угли бурые 1Б, 2Б, среднезольные 15-24 %, выход летучих 54,3-60,4 %, влажность 51,4-54,2 %. В фундаменте месторождений протерозойские и палеозойские гнейсы, сланцы, измененные эффузивы, известняки, песчаники, алевролиты, аргиллиты. Характерны вулканогенные образования и эффузивы. В угленосных отложениях - разрывные нарушения.

Райчихинское месторождение (рис.1) бурого угля содержит до 53,5 г/т золота [1] и в повышенных количествах индий, германий, галлий [2]. Угли марки 2Б черного и бурого цвета, плотные матовые и полуматовые. Известны янтаровидные включения смолы. В мацеральном составе углей преобладает гуминит 60-70 %, инерти-нит 25-35 %, липтинит составляет 1-3 %. Минеральные включения до 10—18 % (глинистое вещество, кварц, сидерит, кальцит). Угли средне-высокозоль-ные 10-23 %, влажность до 38 %, выход летучих 38-45 %. Месторождение имеет следующие геологические особенности:

• древний фундамент сложен верхнепротерозойскими обра-

зованиями;

• на фундаменте эффузивно-осадочные отложения мело-вого, палеогенового и неогенового возраста;

• распространены разрывные нарушения;

• северо-восточнее расположено месторождение Прог-нозное золото-серебряного типа.

Ушумунское буроугольное месторождение расположено в пределах мезозойской складчатости. Угли месторождения в повышенных количествах содержат золото и серебро (свыше 6 г/т), бериллий до 200 г/т, цирконий до 600г/т, германий до 200 г/т, селен до 300 г/т, иттрий до 40 г/т, лантан до 1000 г/т [6, 7]. Угли месторождения буровато-черного цвета и черного, слабо углефицированные, матовые, плотные, штриховатополосчатые. Много включений смолы. Состав мацералов: гуминит 77-97 %, липтинит 8-10 %, инертинит 2-3 %.Угли содержат много минеральных примесей: глинистое вещество, кварц, полевой шпат, кремнистые породы, сульфиды железа. Качественные характеристики углей Ad 12-32 %, Wrt 34-40 %, V 50,2-60,1 %. Богатство и разнообразие сопутствующих элементов связано с особенностями геологического строения:

• в фундаменте месторождения палеозойские и мезозойские граниты;

• западное и восточное обрамление месторождения сложено теми же гранитами;

• известны эффузивные и вулканогенные образования;

• угленосные породы пересечены разрывными нарушениями.

Буреинский бассейн - это краевой прогиб, сформировавшийся на восточной окраине Буреинского срединного массива. В каменноугольном бассейне определена металлоносность некоторых месторождений: Ургальского, Усть-Умальтинского, Ургал-Солони и Чекундинского.

Угли Ургальского месторождения имеют повышенный фон золота [5] и в повышенных количествах содержат серебро, галлий, стронций, рубидий, цирконий [5, 6, 7].

Угли месторождения Ургал-Солони характеризуются повышенным содержанием бериллия, галлия, стронция, иттрия, иттербия [5, 6, 7].

Чекундинские угли отличаются повышенным количеством

циркония, бериллия, лития, ниобия, галлия, стронция, иттрия, иттербия [6, 7].

Усть-Умальтинские угли в отличие от чекундинских не содержат в повышенных количествах цирконий и литий.

Марочный состав углей Буреинского бассейна разнообразен от 3Б до Д, Г, Т. Зольность изменяется от 10 до 50 %, влажность от 9 до 25 %, выход летучих от 34 до 46 %.

Буреинский угольный бассейн обладает рядом геологических особенностей, возможно способствовавших накоплению благородных и редких металлов в углях:

• в основании - протерозой-палеозойские складчатые породы, амурская серия которых обладает повышенной золотоносностью;

• в пределах бассейна накапливались вулканические пеп-ловые осадки;

• в фундаменте и угленосных породах - разрывные нару-шения;

• угленосные толщи прорываются интрузивными поро-дами кислого и основного состава;

• по периферии северо-восточной части бассейна расположены золоторудные и золотороссыпные месторождения Пихтовое, Александровское, г. Черной.

Мухенское месторождение бурых углей в повышенных количествах содержит стронций, бериллий, иттрий, иттербий [6, 7]. Угли бурые технологической группы 2Б, зольность (Ad) средняя 24 %, влажность (Wrt) 33-34 %, выход летучих (Vr) 46-60 %. Для геологического строения месторождения характерно наличие складчатого фундамента мезозойского возраста, множество разрывных нарушений и миоценовые покровы базальтов, перекрывающие угленосные отложения.

Наиболее известны своими повышенными содержаниями благородных и редких металлов угли Приморского края (рис. 1). Возможно, сложная геологическая ситуация, наложение тектонических структур - Ханкайского срединного массива, областей палеозойской и мезозойской складчатости способствовали накоплению ценных компонентов.

Бурые угли Бикинского месторождения содержат благородные металлы золото, серебро и платину, а также германий, галлий, иттрий, иттербий, редкоземельные элементы [2, 3, 5, 8]. Угли технологической группы 1Б, зольность изменчива 25-40 %, влаж-

ность 44-45 %, выход летучих 54-58 %. Бикинские угли содержат большое количество минеральных примесей (10-30 %) - глинистое вещество (гидрослюда, монтмориллонит, каолинит). Встречаются в углях обломки кварца, полевых шпатов, карбонаты и пирит. В фундаменте угленосной впадины олистолиты кремнистосланцевые, известняки, андезиты, спилиты, кислые и основные вулканиты. Угленосная впадина сформирована над зоной разлома. Отложения угленосной толщи местами перекрыты неогеновыми базальтами.

Севернее Бикинского месторождения расположено Силанское проявление триасовых углей. По данным И.В. Китаева [5] ископаемые угли этого проявления имеют аномально высокие содержания золота, серебра, платины при повышенном содержании Ga. Каменные угли марки Д, Г, С, Ж, зольность углей 7-40 %.

Бурые угли Реттиховского месторождения содержат золото, серебро, галлий и германий [2, 5, 8].

Павловское месторождение известно высокими содержаниями в углях золота, серебра, платины и элементов платиновой группы, здесь же повышенные содержания лития, лантана, бериллия, скандия, иттрия [2, 3, 4, 5, 9, 10, 11].

Адамсовское месторождение в литературе зачастую упоминается в связи с повышенными содержаниями золота и платины в углях [5].

Бурые угли Артемовского месторождения содержат благородные металлы - золото, серебро и платину, а также редкие -литий, цирконий, иттрий, иттербий, галлий. [3, 5]. Угли месторождения 2Б, 3Б, влажность углей от 18 до 38 %, зольность изменчива от 8 до 40 %, выход летучих 45-55 %. Цвет углей черный и буровато-черный, блеск полуматовый и матовый. В мацеральном составе преобладает витринит 93-99 %, липтинит до 6 %, инерти-нит до 2-3 %. Минеральные включения представлены глинистым веществом, кварцем, полевыми шпатами. Для геологического строения месторождения характерны следующие особенности:

• в фундаменте угленосной впадины - палеозойские граниты и основные эффузивы;

• в пределах угленосной впадины известны тектонические нарушения;

• в границах месторождения - дайки щелочных базальтои-

дов;

• поблизости расположено золоторудное месторождение Благодатное.

Каменные угли Подгородненского месторождения помимо платины содержат галлий, иттрий, иттербий, литий [2, 3, 5].

Под Партизанским месторождением здесь понимается основная площадь Партизанского бассейна. Каменные угли месторождения содержат золото и элементы платиновой группы, отличаются повышенными содержаниями германия, лантана, ниобия, скандия, гафния, редких земель. [2, 3, 5] Угли марок Г, Ж, К, Т черного цвета, с жирным или металлическим блеском, тонкополосчатые, штриховатые. В мацеральном составе углей преобладает витринит (63-96 %), инертинит может составлять 3-37 %, липтинит 1-3 %. Зольность углей меняется от 12 до 47 %, влажность - 1,4-5,6 %, выход летучих 12,3-46,7 %. Бассейн обладает уникальными геологическими особенностями:

• в геологическом строении участвуют осадочные, вулканогенные и магматические породы от позднепротерозойских до современных;

• широко развиты магматические образования (от кислых до основных) в фундаменте угленосных впадин, среди угленосных отложений и в перекрывающих их породах;

• большое значение имеет вулканогенный комплекс, локализованный в угленосной серии;

• распространены разрывные нарушения;

• в юго-западной части бассейна известно золоторедкометальное месторождение Порожистое.

Бурые угли Шкотовского и Хасанского месторождений имеют повышенные содержания германия, галлия, лития, иттрия, иттербия, содержат платину, в шкотовских углях, кроме того, встречается золото [2, 3, 5].

Обзор угольных месторождений юга Дальнего Востока показывает, что бурые и каменные угли в повышенных количествах могут содержать галлий, иттрий, иттербий, реже германий, литий, скандий. Угли месторождений, расположенных в областях мезозойской складчатости и Буреинского срединного массива чаще содержат бериллий и цирконий, здесь же чаще встречаются более высокие содержания золота в углях. Угли месторождений, приуроченных к областям сочленения Ханкайского массива, мезозойской

и палеозойской складчатости, чаще содержат редкие земли и платину.

------------------------------------------------ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кузьминых В.М., Сорокин А.П. Миграция и накопление золота при ги-пергенных процессах//Вестник ДВО РАН - 2004. - №2.

2. Угольная база России. Т 5, М, Геоинформмарк, 1997.

3. Ценные и токсичные элементы в товарных углях России: Справочник. -М.: Недра, 1996.

4. Середин В.В. Генетические типы благороднометального оруденения в угленосных впадинах//Материалы междунар. конф., г. Биробиджан, 2005. - С.181-185.

5. Китаев И.В. Золообразующие и малые элементы углей Дальнего Востока. - Владивосток,1989.

6. Крапивенцева В.В. Металлоносность углей Приамурья //Тихоокеанская геология,2005, том 24. - №1. - С. 73-84.

7. Крапивенцева В.В. Благородные металлы и редкие элементы в углях Хабаровского края//Материалы междунар. конф., г. Биробиджан. - 2005. - С. 185-189.

8. Седых А.К. Металлоносные угли Приморья //Проблема освоения георесурсов Российского Дальнего Востока и стран АТР: Материалы первой междунар. конф. - Владивосток,2001.

9. Середин В.В., Поваренных М.Ю. Первая находка минералов платины в углях //Доклады АН, т. 342. - №6, июнь. - 1995.

10. Эйриш Л.В., Сорокин А.П. Коренные источники золотоносных россыпей Дальнего Востока России, степень их эродированности. //Тихоокеанская геология, 2005, том 24, №4.

11. Эйриш Л.В., Степанов В.А. Платиноносность Дальнего Востока: районирование, закономерности, проблемы//Тихоокеанская геология. - 2002, том 21. -№3. - С. 27-39.

Коротко об авторах --------------------------------------

Лаврик Н. А. - научный сотрудник, Институт горного дела ДВО РАН