CC BY
0DOI: 10.38197/2072-2060-2024-246-2-116-141
СТРАТЕГИЧЕСКИЕ МЕТАЛЛЫ АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ РОССИИ
STRATEGIC METALS OF THE ARCTIC ZONE OF RUSSIA
ВОЛКОВ АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ
Заведующий лабораторией Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук (ИГЕМ РАН), член-корреспондент Российской академии наук, доктор геолого-минералогических наук
ALEXANDER V. VOLKOV
Head of Laboratory, 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 Geological-Mineralogical Sciences
АННОТАЦИЯ
В последние годы быстро меняющаяся Арктика с тающими льдами и новыми открытиями богатых месторождений все больше привлекает внимание государства и бизнеса. Переход к экологически чистой энергетике стимулирует растущий спрос на важнейшие металлы, которыми богаты арктические недра. Потепление климата в Арктике значительно облегчает добычу важнейших минеральных ресурсов и поиски новых месторождений. В статье показана жизненно важная роль, которую Арктическая зона России (АЗРФ) играет в настоящее время и будет играть в будущем в производстве и поставках стратегических видов минерального сырья.
ABSTRACT
In recent years, the rapidly changing Arctic with melting ice and new discoveries of rich deposits has increasingly attracted the attention of the state and business. The transition to clean energy stimulates the growing demand for the most important metals, which are rich in the Arctic subsoil. The warming climate in the Arctic greatly facilitates the extraction of important mineral resources and the search for new deposits. The article shows the vital role that the Arctic Zone of Russia (AZRF) currently plays and will play in the future in the production and supply of strategic types of minerals and metals.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Россия, Арктическая зона, Северный морской путь, месторождение, стратегические металлы, рудники.
KEYWORDS
Russia, Arctic zone, Northern Sea Route, deposit, strategic metals, mines.
ВВЕДЕНИЕ
Арктика - самый северный регион на планете Земля с центром на Северном полюсе - одна из немногих оставшихся слабоизученных территорий (рис. 1). На этой огромной территории расположены одни из крупнейших известных минерагенических провинций, включающие нефтегазоносные бассейны мирового класса, металлогенические провинции и пояса, а также месторождения стратегически важных полезных ископаемых.
В Арктике все еще возможны крупные открытия новых месторождений, как за пределами уже хорошо известных регионов, так и в провинциях, где уже есть действующие рудники, где использование современных методов поисков и разведки позволяет выявить "новые" рудные тела, не выходящие на поверхность, перекрытые тундрой или залегающие на больших глубинах в земной коре.
Первым шагом к смягчению последствий изменения климата и связанных с ним проблем безопасности является достижение нулевого уровня чистых выбросов углекислого газа к 2050 году – международная цель, установленная в Парижском соглашении по климату 2015 года [1]. Для этого требуются масштабные глобальные инвестиции в "зеленые" технологии, которые повысят требования к источникам электроэнергии и накопителям энергии, не выделяющим углерод. Сравнительно недавний отчеты прогнозируют увеличение спроса (почти до 500 %) на определенные полезные ископаемые, которые используются в зеленых технологиях накопления энергии [1-3].
Рис. 1. Схематическая карта показывает распространение месторождений важнейших полезных ископаемых в Арктике.
Технологии зеленой энергетики в значительной степени основаны на элементах (РЗМ и др.), которые в основном находятся в нижней части периодической таблицы Д. И. Менделеева.
Все арктические государства подписали Парижское соглашение, направленное на сокращение выбросов парниковых газов [1]. В рамках этого соглашения правительства должны способствовать переходу экономики их стран от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии (так называемому «зеленому» переходу). Однако, возобновляемая энергетика также требует большого количества важнейших полезных ископаемых.
Так как Арктика – один из последних рубежей освоения природных ресурсов, а под тундрой и льдами находятся огромные запасы неразведанных нефти, природного газа и других полезных ископаемых [4]. Поэтому между США, Россией, Норвегией, Данией (протекторат над Гренландией) и Канадой, идет борьба за господство в Арктике с высокими ставками.
Поскольку вечная мерзлота Арктического региона размягчается, а лед, обычно покрывающий Северное Ледовитое море, и образующий ледники на островах и побережье, тает, доступ к минеральным ресурсам в арктических недрах становится все более реальным. Поэтому интерес к Арктике будет продолжать расти в предстоящие годы.
Хотя арктические ресурсы обладают многими потенциальными преимуществами в экономическом плане, их добыча может представлять угрозу для коренных народов и окружающей среды, разрушая культуру и экосистемы, что является в современном социуме препятствием для начала их освоения.
Растущее внимание к минеральным ресурсам АЗРФ (рис. 2) создает потребность в их эффективной оценке. Последняя базируется на обобщении и анализе обновленных знаний о геологии, геофизике и геохимии рудных районов, известных месторождений и перспективных рудопроявлений. Сбор и анализ современных геологических, геофизических и металлогенических данных – необходимый шаг на пути к общему пониманию потенциала природных ресурсов в АЗРФ.
В лаборатории Геологии рудных месторождений ИГЕМ РАН в течение последних десяти лет выполнялись научные исследования, которые позволили обобщить имеющуюся информацию по минеральным ресурсам стратегических металлов в АЗРФ и наметить новые направления для дальнейшей работы. Полученные результаты этих исследований рассматриваются в данной статье.
Статья написана на основе выступления автора 20 февраля 2024 г. на Пленарной сессии Арктического академического форума-2024: «Развитие Арктики: роль науки (научного сообщества) во взаимодействии государства и бизнеса» (к 300-летию РАН).
СТРАТЕГИЧЕСКИЕ МЕТАЛЛЫ АЗРФ
В 2022 году Правительство РФ расширила до 61 перечень стратегических видов минерального сырья, необходимых для экономической и национальной безопасности страны, а позднее, в 2023 г. определила импортозависимые высоко дефицитные виды минерального сырья, поставки которых могут быть сорваны [5]. В этот перечень входят е металлы, критически важные для возобновляемой энергетики, высоких технологий, медицины и обороны. Полезные ископаемые такие, как литий, кобальт, никель, ванадий, РЗМ, графит и марганец, используются в электрических аккумуляторных батареях, а теллур, германий, галлий и селен, применяются в солнечных панелях. В настоящее время АЗРФ добываются 18 важнейших металлов из этого перечня [6]. Дадим их краткую характеристику, начиная с так называемых батарейных металлов.
БАТАРЕЙНЫЕ МЕТАЛЛЫ
СУРЬМА – в АЗРФ не добывается. В промышленных количествах сурьма установлена в рудах эксплуатируемого месторождения Майское (центральная Чукотка), заметные ее количества известны в рудах Туманного, Эльвинейского, Случайного и других перспективных рудопроявлений Чукотки. Сурьма известна, прежде всего, своими огнезащитными свойствами. Кроме того, сплавы сурьмы используются в свинцово-кислотных батареях. Жидкометаллические аккумуляторы для сетевого хранения возобновляемой энергии ветра и солнца – вот причина будущего увеличения спроса в мире на этот важнейший металл.
Рис. 2. Схематические карты административного деления (а) и размещения месторождений стратегических видов минерального сырья (б) АЗРФ, составлены на основе [4, 6].
1–9 – месторождения: 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 хром руд).
КОБАЛЬТ – примесной элемент в медно-никелевых рудах в расслоенных ультрабазитах Таймыра (Красноярский край) и Кольского полуострова (Мурманская область). Кобальт используется в жаропрочных сплавах и в катодах литий-ионных батарей. В АЗРФ добывается практически весь кобальт страны. Аналитики подсчитали, что для производства аккумуляторов для электромобилей в перспективе потребуется 1.8 млн. т кобальта в год, что примерно в 10.5 раз больше кобальта, чем было добыто во всем мире в 2021 г.
ЛИТИЙ – этот самый легкий из всех металлов, испытывает экспоненциальный рост спроса из-за его использования в одноименных батареях для электромобилей и хранения возобновляемой энергии. Перспективы добычи лития в АЗРФ возросли после прекращения импортных поставок в Россию из стран Южной Америки и недавней повторной разведки Колмозерского месторождения на Кольском полуострове, подтвердившей промышленную значимость литиевой минерализацию в рудах.
МАРГАНЕЦ – традиционно используемый в качестве коррозионностойкого сплава алюминия и стали. Марганец пользуется повышенным спросом в качестве одного из четырех основных ингредиентов литий-ионных аккумуляторов. Марганцевые месторождения прогнозируются на арх. Новая Земля и Полярном Урале. Также имеются свидетельства наличия железомарганцевых корок на шельфе вдоль всего побережья АЗРФ.
НИКЕЛЬ – в Норильском районе Таймыра и Печенгском районе Кольского полуострова добывается практически весь российский никель. По оценкам, к 2040 году для производства литий-ионных аккумуляторов потребуется 3.8 млн. т никеля в год для достижения «зеленого» перехода. Учитывая традиционное применение Ni для выплавки нержавеющей стали, годовой спрос увеличивается до 6.3 млн т, что потребует двукратное увеличение мирового производства в ближайшей перспективе, по сравнению с 2021 г. В АЗРФ – Таймыр, Кольский полуостров, Полярный Урал и террейны Чукотки – весьма перспективны для открытия новых месторождений никеля.
ВАНАДИЙ – наиболее известный своим использованием в гибких сталях для автозапчастей и инструментов, а также в легких и прочных титановых сплавах для аэрокосмической промышленности, с недавнего времени рассматривается в качестве нового аккумуляторного металла, который может заменить литий. Месторождения Ванадия известны на западе АЗРФ, в Карелии.
РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ (РЗМ)
Месторождения известные на территории АЗРФ (Хибинская группа, Ковдор, Ловозерское, Томтор и др.) – альтернатива китайским поставкам РЗМ. Но для увеличения добычи РЗМ из недр этих объектов потребует не менее 10–15 лет [4]. В группу РЗМ включены 14 элемнтов периодической таблици И.Д. Менделеева, краткая характеристика которых приводится ниже.
ЦЕРИЙ – основной ингредиент сплава «мишметалл», применяемого в кремнях для зажигалок и для полировки высококачественных оптических поверхностей. Оксид церия применяется в качестве катализатора в самоочищающихся печах; в качестве ингредиента для снижения выбросов монооксида углерода в каталитических преобразователях; а также в студийном освещении и проекторах, используемых в киноиндустрии.
ДИСПРОЗИЙ – магнитный элемент, обладающий высокой устойчивостью к размагничиванию при больших температурах. Он используется для повышения долговечности и снижения веса неодимовых магнитов для электромоторов и ветряных турбогенераторов. Йодид диспрозия также применяется для получения интенсивного белого света в лампах, используемых в киноиндустрии.
ЭРБИЙ – основное применение связано с усилением сигнала волоконно-оптических кабелей, передающих данные на большие расстояния. Этот элемент, наряду с ванадием, используется в сплавах для повышения пластичности металлов. Используется в лазерах для удаления татуировок и других видов шлифовки кожи, в качестве розового красителя для солнцезащитных очков и имитации драгоценных камней, а также в защитных очках для сварщиков, поглощающих инфракрасное излучение.
ЕВРОПИЙ – широко используется для создания синих и красных люминофоров для телевизоров и компьютерных мониторов, а также для белого света для люминесцентных ламп. Красное свечение европия в ультрафиолетовом свете используется для защиты банкнот евро от подделки. Этот редкоземельный элемент, который отлично поглощает нейтроны, также используется в стержнях управления ядерными реакторами.
ГАДОЛИНИЙ – этот редкоземельный элемент обладает необычными металлургическими свойствами. Всего 1% гадолиния может значительно улучшить обрабатываемость, а также термостойкость и стойкость к окислению сплавов железа и хрома. Этот элемент также используется в качестве зеленого люминофора в телевизорах; для микроволновых применений; в компьютерных дисках памяти; и в качестве поглотителя нейтронов в активной зоне ядерных реакторов.
ГОЛЬМИЙ, обладая самой высокой магнитной силой среди всех элементов периодической таблицы Менделеева, используется для создания сильнейших искусственных магнитных полей. Это свойство применяется в концентраторах магнитного потока, которые могут усиливать и направлять магнитное поле. Гранаты, легированные гольмием, используются в лазерах для глазной хирургии и для уничтожения раковых опухолей с минимальным повреждением окружающих тканей.
ЛАНТАН – самый легкий из редкоземельных элементов используется при изготовлении специального стекла для высококачественных объективов фотоаппаратов и телескопов. Сплавы лантан-никель находят множество применений в области возобновляемых источников энергии, включая водородные топливные элементы, накопители водорода и аккумуляторы для электромобилей. Каждая никель-металлогидридная батарея, содержит примерно 4 кг этого одноименного элемента-лантаноида.
ЛЮТЕЦИЙ – более редкий и дорогой, чем другие редкоземельные элементы, применяется в научных исследованиях. Изотопы этого элемента используются при лечении рака и для определения возраста метеоритов. Наиболее распространенное применение лютеция - катализатор крекинга нефти на нефтеперерабатывающих заводах. Исследования показывают, что ионно-лютециевые часы потенциально могут быть самыми точными на Земле.
НЕОДИМ – основной элемент мощных неодимово-железо-борных магнитов, которые используются в электромобилях, ветряных турбинах, медицинском оборудовании для визуализации, компьютерных жестких дисках и высококачественном аудиооборудовании (микрофоны, наушники, колонки и звукосниматели). Кристаллы граната, легированные неодимом, также используются в лазерах для лечения рака кожи, удаления волос, а также для резки и сварки стали.
ПРАЗЕОДИМ – в основном используется в высокопрочных сплавах для авиационных двигателей, а также все чаще используется для создания прочных мощных магнитов, необходимых для электромобилей и ветряных турбин. Этот элемент также применяется в основе студийного освещения и проекторов; в качестве усилителя сигнала в волоконно-оптических кабелях; и в качестве желтого красителя для стекла, эмалей и керамики.
САМАРИЙ – в основном используется в магнитах с высокой устойчивостью к размагничиванию даже при высоких температурах, а также в высокопроизводительных двигателях, аудиооборудовании (микрофонах, наушниках, динамиках и звукоснимателях для электрогитар), кварцевых часах и затворах фотоаппаратов. Самарий также применяется в кристаллах для оптических лазеров, стеклах, поглощающих инфракрасное излучение, и в качестве поглотителя нейтронов в ядерных реакторах.
ТЕРБИЙ – в основном используется в высокотемпературных магнитах в электромобилях и ветряных турбинах. Тербиевый сплав, который расширяется или сжимается в присутствии магнитного поля, используется для изготовления звукового устройства, которое создает вибрацию, превращающую любую плоскую поверхность, на которую оно помещено, в динамик. Тербий также используется в качестве зеленого люминофора в телевизорах, а зеленый тербий - один из трех цветов, используемых в технологии трихроматического освещения.
ТУЛИЙ используется в прецизионных лазерах для хирургического применения. При бомбардировке нейтронами тулий становится радиоактивным тулием-170 (период полураспада 128,6 суток), который испускает мягкое гамма-излучение, которое можно использовать для портативных рентгеновских аппаратов. Банкноты евро также используют преимущества синей флуоресценции этого элемента под воздействием ультрафиолетового излучения для предотвращения подделки.
ИТТЕРБИЙ – иттербиевые часы - самые стабильные атомные часы в мире. Этот элемент также используется для повышения прочности нержавеющей стали. Поскольку его электрическое сопротивление увеличивается на порядок при высоких нагрузках, иттербий применяется в датчиках для обнаружения землетрясений или подземных взрывов. Этот элемент также является источником излучения для портативных рентгеновских аппаратов, которым не требуется электричество.
МЕТАЛЛЫ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ (МПГ)
В АЗРФ расположены два исторических рудных района включающих несколько месторождений МПГ – Норильский район на юго-западе Тайимыра и Печенский и Федоров-Панский районы на Кольском п-ове.
ПЛАТИНА в основном используется в качестве катализатора для очистки вредных выбросов автомобилей и нефтеперерабатывающих заводов, а также в топливных элементах и ювелирной промышленности.
ПАЛЛАДИЙ – обладая уникальной способностью поглощать водород, палладий используется в химических процессах, требующих водородообмена, таких как процесс, используемый для производства сырья для синтетического каучука и нейлона. Палладий также обладает превосходными каталитическими свойствами и часто используется в качестве заменителя платины в каталитических нейтрализаторах. При цене примерно 1900 долларов за унцию палладий почти вдвое дороже платины.
ИРИДИЙ – самый редкий и устойчивый к коррозии из шести металлов платиновой группы, иридий продается по цене более 4000 долларов за унцию. Этот МПГ также известен своей высокой химической и термической стабильностью. Иридий используется в качестве покрытия анодов для электрохимических процессов и в качестве химического катализатора. Как и платина, иридий биологически совместим и имеет множество применений в медицине.
РОДИЙ – как и другие важные платиноиды, родий – это катализатор, который широко используется для удаления загрязняющих веществ из выхлопных газов транспортных средств. Родий также используется для упрочнения и повышения коррозионной стойкости сплавов платины и палладия, используемых в печных обмотках, втулках, элементах термопар, электродах авиационных свечей зажигания и лабораторных тиглях. Родий по цене 14000 долларов за унцию является самым дорогим из важнейших МПГ.
РУТЕНИЙ – как и родий, очень твердый и является хорошим легирующим веществом для платины и палладия. Благодаря своим токопроводящим свойствам и долговечности этот твердый МПГ используется в электрических контактах с высокой износостойкостью и микросхемах резисторов для компьютеров и смартфонов. Соединения рутения также используются в высокоэффективных солнечных элементах и обладают каталитическими свойствами, сходными с другими важными МПГ.
МЕТАЛЛЫ ДЛЯ ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ
ВИСМУТ – еще один примесной металл, обычно ассоциируемый в АЗРФ с месторождениями золота Чукотки, северной Якутии, Таймыра и Полярного Урала. Висмут обычно смешивают с другими металлами для получения легкоплавких сплавов, используемых в электрических предохранителях систем пожаротушения. Этот элемент также применяется в медицине и атомных исследованиях. Недавние исследования показали, что висмут - нетоксичный полупроводник, потенциально способным производить водород путем расщепления молекул воды.
ЦЕЗИЙ – обладая второй по величине температурой плавления среди всех металлических элементов, часто используется в научных исследованиях и разработках. Этот элемент также применяется в атомных часах, инфракрасных детекторах, фотоэлементах, топливных элементах и для удаления остаточных газов из вакуумных трубок. Кольский полуостров – один из немногих регионов в АЗРФ, где есть поллуцит, основной минерал цезия, связанный с пегматитами.
ГЕРМАНИЙ – как полупроводник с превосходными оптическими свойствами, германий является мощным компонентом волоконной оптики, приборов ночного видения, трехслойных солнечных панелей и транзисторов для классических и квантовых компьютеров. Этот важный металлоид обычно извлекается в качестве побочного продукта при добыче цинка и других неблагородных металлов. Pb-Zn месторождение Павловское ПГРК холдинга АРМЗ на Новой Земле и многочисленные объекты полиметаллического пояса центрального и восточного Таймыра – потенциально значимые будущие источники германия.
ГАФНИЙ – обнаруженный во многих месторождениях Кольского полуострова, Таймыра и Якутии, где также содержатся РЗМ и цирконий. Гафний – хороший поглотитель нейтронов и используется в стержнях управления ядерных реакторов. Этот серебристый металл также применяется в горелках для плазменной сварки из-за его очень высокой температуры плавления. Гафний также используется в металлических сплавах, высокотемпературной керамике и в качестве электрического изолятора в микрочипах.
ИНДИЙ – часто ассоциирует с месторождениями олова, обнаруженными в АЗРФ на Чукотке и в Якутии. Индий – жизненно важный металл для современной электроники. Оксид индия-олова используется в качестве прозрачной проводящей пленки, наносимой практически на все плоские дисплеи и сенсорные экраны. Низкая температура плавления индия делает его хорошей составляющей для сплавов. Индиевые припои используются для соединения неметаллических материалов, таких как стекла, глазурованной керамики и кварца.
РУБИДИЙ – встречается вместе с минерализацией цезия и лития. Рубидий и его соединения используются в биомедицинских исследованиях, электронике, специальном стекле и пиротехнике. Поскольку он легко ионизируется, исследователи полагают, что его можно использовать в качестве топлива в ионных двигателях космических аппаратов. В АЗРФ рубидий не добывается, а Кольский полуостров является одним из регионов, где были обнаружены минералы, содержащие рубидий.
ТЕЛЛУР – добывается из медно-никелевых месторождений Норильского района. Теллур – один из самых редких стабильных элементов периодической таблицы И.Д. Менделеева. Традиционно используемый в качестве добавки к сплавам меди и нержавеющей стали, этот металлоид пользуется быстро растущим спросом из-за его применения в тонкопленочных солнечных панелях на основе теллурида кадмия.
ОЛОВО – находится в более чем 100 известных месторождениях Чукотки и Якутии. Эти регионы АЗРФ обладают наибольшим потенциалом для возобновления добычи олова. В настоящее время в АЗРФ олово добывается из россыпного месторождения Терехтях (Якутия). Благодаря использованию олова в припоях практически во всех электрических устройствах, его определили, как металл, на который с наибольшей вероятностью повлияют новые технологии, такие как электромобили, продвинутая робототехника, возобновляемые источники энергии и компьютеры.
ИТТРИЙ – Обладая многими свойствами, сходными с редкоземельными элементами, и геологическим сходством с этой группой важнейших элементов, иттрий встречается вместе с РЗМ на территории АЗРФ, включая месторождение Томтор (Якутия). Основные конечные области применения этого важнейшего металла, который входит в расширенное семейство редкоземельных элементов, - катализаторы, керамика, электроника, лазеры, металлургия и люминофоры.
ВАЖНЕЙШИЕ МЕТАЛЛЫ ДЛЯ СПЛАВОВ
БЕРИЛЛИЙ – связан с пегматитовыми месторождениями на Кольском полуострове в западной части АЗРФ (Колмозерское и др.). Бериллиевые сплавы широко используются в качестве конструкционного материала для высокоскоростных самолетов, ракет, космических аппаратов и спутников. Сплавы бериллия также используются в военной технике, автомобильной и бытовой электронике, телекоммуникационной инфраструктуре и полупроводниках. Нелегированный бериллий находит научное применение.
ХРОМ, добываемый на месторождении Центральное (Полярный Урал, ЯНАО), используется в основном в нержавеющей стали и других сплавах, таких как гладкое, отражающее свет и обладающее высокой коррозионной стойкостью хромированное покрытие автомобилей. Отличительный желтый цвет такси, который был принят для того, чтобы в полутьме было легче разглядеть черные надписи, изготовлен из хромового пигмента, первоначально называемого «желтый» хром. Разработка инновационной экономически эффективной технологии обогащения убогих высоко-железистых хромовых руд Карелии и Кольского региона позволит вовлечь их в освоение.
НИОБИЙ – обычно ассоциирует с месторождениями РЗМ и на Кольском полуострове (Ловозерское месторождение) и Якутии (Томтор). Ниобий в основном используется в стальных сплавах для повышения их прочности и часто используется в строительстве трубопроводов. Суперсплавы, содержащие ниобий, применяются для газовых турбин, реактивных двигателей и ракет. Этот металл также - важнейший компонент сверхпроводящих магнитов в сканерах магнитно-резонансной томографии (МРТ) для медицинской диагностики и ускорителей элементарных частиц.
СКАНДИЙ – этот металл обладает характеристиками, сходными с лантаноидами, входящими в состав 15 редкоземельных элементов, и обычно встречается в месторождениях РЗМ, таких как Томтор, который разведан на северо-западе Якутии. Алюминиево-скандиевые сплавы используются для компонентов аэрокосмической промышленности и спортивного инвентаря. Скандий также все чаще используется для 3D-печати по металлу и в твердооксидных топливных элементах.
ТАНТАЛ имеет сильное геохимическое сходство с ниобием, и оба этих элементов найдены в месторождениях Кольского полуострова и Якутии (Ловозерское и Томтор, соответственно). Химическая инертность тантала делает его ценным веществом для лабораторного оборудования. Однако в основном он используется в конденсаторах и мощных резисторах для сектора электроники. Оксиды тантала также используются для изготовления более легких стеклянных объективов фотоаппаратов, которые дают более яркие изображения.
ТИТАН – потребности отечественной промышленности в этом металле обеспечивается на 90% за счет импортного сырья. Из лопаритовых концентратов Ловозерского месторождения (Кольский п-ов) титан добывается попутно (около 3000 т в год [7]). Кроме лопартовых руд Ловозерского месторождения, запасы попутного титана подсчитаны в апатит-нефелиновых рудах Хибинских месторождений. В мире более 90% добываемого ежегодно титана используется в виде оксидов для пигментов, которые придают белизну широкому спектру потребительских товаров. Металлический титан также используется в сплавах для аэрокосмической промышленности, где важна прочность при малом весе.
ВОЛЬФРАМ – встречается во многих месторождениях Чукотки часто вмесет с оловом, исторически добывался на Иультинском и Валькумейском рудниках, затопленых в 1990-х годах. Вольфрам и его сплавы используются в тех областях, где важна устойчивость к высоким температурам и экстремальному износу, в том числе, и для изготовления цементированного карбида
ОБСУЖДЕНИЕ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Россия занимает лидирующую позицию по суммарной добыче стратегических металлов в Арктике, на втором месте Канада и на третьем с небольшим отставанием США (рис. 3а).
В АЗРФ на первом месте по суммарной добыче стратегических металлов находится Таймырский Долгано-Ненецкий район Красноярского края (вотчина ПАО "Норникель"), на втором месте Мурманская область (ПАО "Норникель", Ловозерский ГОК, АО Ковдорский ГОК) на третьем Чукотский АО (АО «Чукотская ГГК», ООО «Рудник Валунистый», ЗАО «Базовые металлы», ООО «ЗК Майское» и АО «Рудник Каральвеем».) (рис. 3б), что обуславливает высокую положительную динамику развития МСБ этих регионов.
Рис. 3. Запасы, ресурсы и добыча стратегических металлов в национальных секторах Арктики (а) и субъектах АЗРФ (б).
Добыча стратегических видов минерального сырья в АЗРФ, как и на территории Арктики в целом, имеет большой потенциал развития исходя из имеющихся запасов и прогнозных ресурсов (рис. 3а). Значительный роста добычи стратегических металлов можно ожидать на территории северной Якутии, Таймыре, Чукотке, Новой Земле и Республике Карелии (рис. 3б).
Перспективы освоения в АЗРФ месторождений стратегических металлов, кроме масштаба и богатства руд, во многом определяются близостью к северному морскому пути и к судоходным рекам, что значительно повышает рентабельность работы рудников за счет использования морского водного транспорта.
Таким образом, 200 км зона вдоль арктического побережья, включающая архипелаги и отдельные острова, а также берега судоходных рек, впадающих в океан (рис. 4), – наиболее благоприятна в экономическом плане для освоения новых минерально-сырьевых объектов.
В этой зоне экономически целесообразно строительство очаговой инфраструктуры, включающей морской причал, энергетическую установку, обогатительную фабрику, вахтовый поселок и автодорогу для транспортировки руды осваиваемого месторождения. Таким образом, осваиваются крупные полиметаллические месторождения рудного района Ред Дог (Аляска США), расположенные в 84 км от морского причала. Электроэнергия поступает от ветровых электростанций, расположенных вдоль дороги. Получаемый ежегодно концентрат, содержащий около 600 тыс. тон цинка (10% от мировой добычи), вывозится в летнюю навигацию через Берингов пролив. Аналогичным образом осваивается железорудное месторождение Мари Ривер на острове Бафин (Нунавут Канада). Здесь для транспортировки 3 млн. тонн железной руды в год к морскому причалу также построена круглогодичная автодорога, длиной около 100 км.
Поэтому территория этой зоны должна рассматривать в первую очередь для планирования и проведения геологоразведочных работ, направленных на открытие новых крупных месторождений стратегических видов минерального сырья.
Рис. 4. Схематические карты показываю территории АЗРФ с недооцененными рудными объектами (а) и 200 км зона экономической доступности к СМП (б).
1 – сравнительный дефицит рудных объектов; 2 – граница АЗРФ. Типы месторождений: 3 – платинометалльный малосульфидный, 4 – золото-порфировый, 5 – золото-сульфидно-кварцевый, 6 – золото-серебряный эпитермальный, 7 – золото-сурьмяный, 8 – золото-сульфидный телетермальный, 9 – золото-сульфидный вкрапленный, 10 – серебро-полиметаллический, 11 – золото-кварцевый, 12 – медно-никелевый платиноносный , 13 – медно-молибден-порфировый, 14 – колчеданно-полиметаллический в вулканогенных породах, 15 – самородной меди в базальтах, 16 – медистых песчаников, 17 – колчеданно-полиметаллический в терригенных породах, 18 – стратиформный свинцово-цинковый в карбонатных породах, 19 – стратиформный свинцово-цинковый в терригенно-карбонатных породах, 20 – жильный свинцово-цинковый, 21 – молибден-вольфрамовый грейзеновый, 22 – касситерит-силикатный, 23 – ртутный лиственитовый, 24 – молибден-ванадиевый черносланцевый, 25 – ртутный аргиллизитовый, 26 – ртутный кварц-диккитовый, 27 – бокситовый, 28 – апатит-нефелиновый редкоземельно-редкометалльный, 29 – карбонатитовый редкометалльный, 30 – щелочно-редкоземельный, 31 – литиеносных редкометалльных пегматитов, 32 – апатит-редкоземельно-редкометалльный переотложенных кор выветривания, 33 – хромит-офиолитовая, 34 – титаномагнетит-ильменит-ванадиевый, 35 – вулканогенно-осадочный титано-магнетитовый, 36 – железо-скарновый, 37 – железистых кварцитов, 38 – терригенно-карбонатный железо-марганцевый, 39 – урановый формационного несогласия.
Работа выполнена при финансовой поддержке темы Госзадания ИГЕМ РАН
Библиографический список
1. Global EV Outlook 2019 Paris: IEA, 2019. 160 p.
2. The Growing Role of Minerals and Metals for a Low Carbon Future. Washington: The World Bank, 2017. Corpus ID: 136004981. https://doi.org/10.1596/28312.
3. Coulomb R., Dietz S., Godunova M., Nielsen Th. B. Critical minerals today and in 2030: an analysis of OECD countries // OECD Environment working papers are available www.oecd.org/environment/workingpapers.htm
4. Бортников Н.С., Лобанов К.В., Волков А.В., Галямов А.Л., Викентьев И.В., Тарасов Н.Н., Дистлер В.В., Лаломов А.В., Аристов В.В., Мурашов К.Ю., Чижова И.А., Чефранов Р.М. Месторождения стратегических металлов Арктической зоны. Геология рудных месторождений, 2015. Т. 57. № 6. С.479–500.
5. Бортников Н.С., Волков А.В., Галямов А.Л., Викентьев И.В., Лаломов А.В., Мурашов К.Ю. Проблемы развития минерально-сырьевой базы высокотехнологичной промышленности России // Геология рудн. месторождений. 2023. Т. 65. №. 5. С. 371-386. DOI: 10.31857/S0016777023050039.
6. Справка о состоянии и перспективах использования минерально-сырьевой базы АЗРФ на 15.03.2021 г. https://www.rosnedra.gov.ru/data/Fast/Files/
7. Государственный доклад "О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2021 годах". М.: ФГБУ «ВИМС», 2022. 612 с.
References
1. Global EV Outlook 2019 Paris: IEA, 2019. 160 p.
2. The Growing Role of Minerals and Metals for a Low Carbon Future. Washington: The World Bank, 2017. Corpus ID: 136004981. https://doi.org/10.1596/28312.
3. Coulomb R., Dietz S., Godunova M., Nielsen Th. B. Critical minerals today and in 2030: an analysis of OECD countries // OECD Environment working papers are available www.oecd.org/environment/workingpapers.htm
4. Bortnikov N. S., Volkov A. V., Galyamov A. L., Vykentiev I. V., Lalomov A. V., Murashov K. Yu. Problems of Development of the Mineral-Resource Base of High-Tech Industry of Russia // Geology of Ore Deposits. 2023. Vol. 65. No. 5. Р. 397–411. 0.1134/S1075701523050033/
5. Bortnikov N.S., Lobanov K.V., Volkov A.V., Galyamov A.L., Vikentiev I.V., Tarasov N.N., Distler V.V., Lalomov A.V., Aristov V.V., Murashov K.Yu., Chizhova I.A., Cefranov R.M. Deposits of strategic metals of the Arctic zone. Geology of ore deposits, 2015. vol. 57. No. 6. pp.479-500. (in Russian).
6. Certificate on the state and prospects for using the mineral resource base of the Russian Arctic as of March 15, 2021. https://www.rosnedra.gov.ru/data/Fast/Files/ (in Russian).
7. State report "On the state and use of mineral resources of the Russian Federation in 2021." M.: "VIMS", 2022. 612 p. (in Russian).
Контактная информация / Contact information
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минерало¬гии 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.
Волков Александр Владимирович / Alexander V. Volkov
+7 (499) 230-84-76, alexandr@igem.ru
