Рениевое оруденение диктионемовых сланцах Прибалтийского бассейна: Ленинградская область тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.11, кандидат наук Балахонова, Алина Сергеевна

• Балахонова, Алина Сергеевна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Балахонова, Алина Сергеевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВАЯ БАЗА РЕНИЯ В РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

2. КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БАССЕЙНА

ДИКТИОНЕМОВЫХ СЛАНЦЕВ

2.1. Стратиграфия

2.2.Морфология и литология пласта диктионемовых сланцев

2.3. Тектоника и геоморфология

2.4. Гидрогеология и экология

2.5. Полезные ископаемые

3. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Фактический материал и методика опробования

3.2. Методика аналитических исследований

3.3. Обработка результатов

4. ПЕТРОГРАФО- МИНЕРАЛОГИЧЕСКАЯ

ХАРАКТЕРИСТИКА ДИКТИОНЕМОВЫХ СЛАНЦЕВ

4.1. Результаты исследований в проходящем свете

4.2. Результаты электронно-микроскопических исследований

4.3. Характеристика вещественного состава диктионемовых сланцев

другими методами

5. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РЕНИЯ В ДИКТИОНЕМОВЫХ СЛАНЦАХ

5.1. Распределение рения в веществе диктионемовых сланцев и

формы его нахождения

5.2. Распределение рения по площади (на примере Кайболово-Гостилицкой площади)

5.3. Распределение рения в разрезе пласта диктионемовых сланцев.. 94 6. УСЛОВИЯ НАКОПЛЕНИЯ РЕНИЯ В ДИКТИОНЕМОВЫХ

СЛАНЦАХ

6.1. Реконструкция условий осадочного рудогенеза диктионемовых сланцев Прибалтийского бассейна

6.2. Геологические особенности рениевого оруденения

7. НЕТРАДИЦИОННАЯ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВАЯ БАЗА РЕНИЯ И

ЕЕ ОЦЕНКА

7.1. Оценка прогнозных ресурсов рения в диктионемовых сланцах Прибалтийского бассейна - рудного района (на примере Кайболово-Гостилицкой площади)

7.2. Технологические возможности извлечения рения из диктионемовых сланцев

7.3. Геолого-экономическая и стоимостная оценка рения в диктионемовых сланцах

Заключение

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Рениевое оруденение диктионемовых сланцах Прибалтийского бассейна: Ленинградская область»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований. Рений (Яе) является металлом стратегического значения, он используется в авиационной, космической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности. Поэтому вызывает большой промышленный и экономический интерес, и, соответственно, повышенное «геологическое» и научное внимание. Ле - редкий и рассеянный металл, его содержание в земной коре составляет всего 0,0007 г/т (Виноградов, 1962), т. е. в шесть раз меньше содержания золота. Преимущественно рассеянное состояние рения в горных породах и в рудах других металлов (в качестве попутного компонента) определяет большую трудность производства геологических изысканий и научных исследований, изучение условий образования и локализации рения. В этой связи, отечественная минерально-сырьевая база (МСБ) рения в России крайне слаба. Запасы рения в России на 01.01.2012 г. в качестве попутного компонента были учтены в рудах трех молибденовых и двух медно-порфировых месторождений и составляли по кат. А+В+С1 всего 58,9 т, по кат. С2 109,9 т, по группе забалансовых - 24,2 т (Государственный баланс..., 2012), а в США запасы рения более 3500 т. Разрабатывается Сорское молибденовое месторождение, но при обогащении руд содержащийся в виде примеси рений переходит в молибденовый концентрат (до 86,97 %), а при его переработке на Челябинском ферросплавном заводе рений полностью теряется (Государственный баланс..., 2009), т. е. извлечение рения из руд в России не осуществляется. Производственные мощности по получению конечной рениевой продукции из руд меднопорфировых или молибденовых месторождений в нашей стране отсутствуют. В результате, для удовлетворения собственных нужд Россия импортирует рений. Возможный путь для России в плане укрепления МСБ рения - поиск его нетрадиционных источников, в которых могут быть заключены значительные геологические ресурсы этого редчайшего металла.

Одними из них являются диктионемовые сланцы Прибалтийского бассейна, что определило необходимость постановки в 2012 г. во ВСЕГЕИ поисковых работ в Ленинградской области на рений.

Цель работы. Изучить особенности рениевого оруденения в диктионемовых сланцах Прибалтийского бассейна на территории Ленинградской области, с детализацией исследований в пределах Кайболово-Гостилицкой поисковой площади. Задачи работы:

1. Определить содержания рения в диктионемовых сланцах и оценить их возможный промышленный уровень.

2. Изучить особенности вещественного (минерального и химического) состава диктионемовых сланцев, в связи с наличием в них рения.

3. Изучить распределение рения в пласте диктионемовых сланцев (по латерали и в вертикальном разрезе).

4. Определить условия и особенности формирования рениевого оруденения в диктионемовых сланцах.

5. Оценить прогнозный ресурсный потенциал рения в диктионемовых сланцах Кайболово-Гостилицкой и опоискованных площадей Прибалтийского бассейна в пределах Ленинградской области.

6. Оценить возможности извлечения рения из диктионемовых сланцев на основе известных технологических решений.

7. Дать стоимостную оценку потенциальных и извлекаемых ресурсов рения в диктионемовых сланцах Кайболово-Гостилицкой поисковой площади.

Объект исследований. Прибалтийский бассейн фосфоритов, диктионемовых и горючих сланцев (Рг^ протягивается из районов Норвегии, Дании, Швеции и Эстонии в Ленинградскую область, где в широтном направлении прослеживается примерно на 300 км от реки Нарва на западе до района реки Сясь на востоке. Дальше на восток диктионемовые сланцы

скрываются под отложениями верхнего девона. Северная граница распространения диктионемовых сланцев ограничивается ордовикским глинтом, протягивающимся вдоль южного берега Финского залива Балтийского моря и далее до Ладожского озера (Оношко, Альтгаузен, 1975; Кондаков, Афанасьев, Бушкова, 1963). Диктионемовые сланцы металлоносны и рассматриваются как потенциальный источник целого ряда металлов (Альтгаузен, 1992; Михайлов, Чернов, Кушнеренко, 2006; Вялов, Миронов, Неженский, 2010; и др.). Прибалтийский бассейн может рассматриваться как рудоносный осадочный бассейн (РОБ) (Литогеодинамика и минерагения..., 1998; и др.). В соответствии с основными типами геодинамических обстановок он относится к группе бассейнов пассивных окраин континентов (Беленицкая, Романовский, Феоктистов, 2001). По преобладающему литологическому типу, Прибалтийский РОБ отнесен к кремнисто-терригенно-карбонатным бассейнам, а по имеющимся в бассейне видам полезных ископаемых - к типу фосфоритоносных, горючесланцевых, уран-молибден-ванадиевых, золото-платиноидно-молибден никеленосных бассейнов (там же).

Фактический материал, методы исследований и личный вклад автора.

Каменный фактический материал представлен бороздовыми пробами из керна скважин (275 шт.) и обнажений (20 шт.), а также штуфными пробами из керна скважин (136 шт.). Изучены петрографические шлифы и аншлифы диктионемовых сланцев (60 шт.), данные электронно-микроскопических исследований с микроанализом (10 шт.), данные количественного рентгенофазового анализа минерального состава диктионемовых сланцев (4 шт.), инфракрасной спектрометрии (45 шт.) и кулонометрии диктионемовых сланцев (20 шт.); результаты химических анализов на основные породообразующие оксиды, а также V, Сг, Ва - рентгеноспектральным

флуоресцентным методом (ХМ7) - (40 шт.) и результаты масс-спектрометрии диктионемовых сланцев и вмещающих пород (431 шт.).

Автор в ходе полевых работ 2012-2013 гг., под руководством В. И. Вялова, принимала участие в описании обнажений и керна скважин, в отборе проб диктионемовых сланцев и вмещающих пород, в подготовке проб для аналитических исследований. Описала более 60 петрографических шлифов и аншлифов. Построила карту распределения рения по площади, его прогнозных количеств, карту мощностей пласта диктионемовых сланцев. Производила математическую обработку полученных данных, выполнила их геологическую интерпретацию, сделала выводы и заключения. Изучила и проанализировала литературные, фондовые и полевые материалы.

Достоверность выполненных работ определяется представительностью фактического материала (более 400 бороздовых и штуфных проб диктионемовых сланцев и вмещающих пород), детальными количественными аналитическими исследованиями с применением современных методов исследования вещества и компьютерных технологий обработки аналитических данных.

Защищаемые положения:

1. Петрографические особенности диктионемовых сланцев являются благоприятными индикаторами рениевого оруденения: 1) наличие в составе диктионемовых сланцев органического вещества (остатков граптолитов и сине-зеленых водорослей)- основной фактор, определивший накопление в них рения;

2) наличие в диктионемовых сланцах (их неорганической части) высокотемпературной модификации калиевого полевого шпата - санидина (до 16%), свидетельствующего о присутствии в них вулканогенного материала;

3) наличие в диктионемовых сланцах сульфидов с неравномерным распределением рения в них из-за процессов диагенеза и эпигенеза.

2. Распределение рения в пласте диктионемовых сланцев в пределах Кайболово-Гостилицкой поисковой площади неоднородно и различается между

поисковыми скважинами в 4-5 раз. С уменьшением мощности пласта отмечается тенденция увеличения в нем концентрации рения. Однако в целом по территории Прибалтийского бассейна диктионемовых сланцев концентрация рения мало контрастна. В разрезе пласта диктионемовых сланцев концентрация рения возрастает с увеличением содержания органического вещества.

3. Формирование рения в диктионемовых сланцах определяется рядом факторов:

уникальной палеогеографической обстановкой древнего осадконакопления в раннеордовикское время: - существованием полузамкнутого палеобассейна и наличием крупной области сноса - пород Балтийского щита, откуда рений мог поступать в осадочный палеобассейн;

созданием в палеобассейне благоприятных гидрохимических (полузастойных) условий для развития органического мира граптолитов и водорослей, органическое вещество которых связывало рений из морских вод;

присутствием в диктионемовых сланцах богатого калием вулканогенного материала.

4. Рениевое оруденение в диктионемовых сланцах - новый перспективный геолого-промышленный тип месторождений, определяющий возможное создание на обширной территории Прибалтийского бассейна крупной нетрадиционной минерально-сырьевой базы рения.

Научная новизна. Впервые установлены геолого-генетические особенности формирования и локализации рениевого оруденения в диктионемовых сланцах Прибалтийского бассейна (в разрезе пласта и по площади его распространения) в пределах Кайболово-Гостилицкой площади.

Практическая значимость работы. Оценен прогнозный ресурсный потенциал рения в диктионемовых сланцах на изученных площадях Прибалтийского бассейна. На основе результатов оценки прогнозных ресурсов рения (720 т), предполагается наличие новой, крупной нетрадиционной минерально-сырьевой базы рения. На примере Кайболово-Гостилицкой

поисковой площади выполнена стоимостная оценка ресурсов рения. Показана высокая потенциальная стоимость извлекаемых промышленных запасов рения (Балахонова, Вялов, Неженский и др., 2013).

Апробация работы и публикации. Материалы и результаты работы по теме диссертации докладывались на различных конференциях, совещаниях и семинарах: «Редкие металлы: минерально-сырьевая база, освоение, производство, потребление» (Москва, 2011), VI Всероссийское литологическое совещание: «Концептуальные проблемы литологических исследований в России» (Казань, 2011), «3-я Международная научно-практическая конференция молодых ученных и специалистов памяти А.П. Карпинского» (СПб, 2013), XI Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, 2013), научный семинар «Новые идеи в нефтегазовой геологии» (Москва, 2012) и «VII Всероссийское литологическое совещание» (Новосибирск, 2013). Результаты исследований автора практически реализованы в информационных геологических отчетах за 2012-2013 гг. по объекту «Поисковые работы на рений в диктионемовых сланцах и фосфоритах Прибалтийского бассейна на Кайболово-Гостилицкой площади с оценкой прогнозных ресурсов рения по категориям Р2-Р1», выполняемому ФГУП «ВСЕГЕИ» (отдел геологии горючих полезных ископаемых) по Государственному контракту с Севзапнедра.

Автором опубликовано десять статей по теме диссертации, из них половина статей в журналах, включенных в перечень ВАК РФ.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения, содержит 125 страниц, включая 69 рисунков, 13 таблиц, 3 формулы и список литературы из 91 наименования. Главы раскрывают сформулированные защищаемые положения.

Во введении обоснована актуальность выбранной тематики, поставлены цели и задачи исследований, представлена научная новизна и практическая значимость работы, отражен личный вклад автора.

В первой главе обозначены проблемы минерально-сырьевой базы рения в России.

Во второй главе рассмотрены основные черты геологического строения и условия залегания пласта диктионемовых сланцев Прибалтийского бассейна и состояние изученности их металлоносности.

В третьей главе описана методика проведенных работ и аппаратура аналитических исследований.

В четвертой главе приведена петрографо-минералогическая характеристика диктионемовых сланцев.

В пятой главе рассмотрены особенности распределения рения в диктионемовых сланцев, в разрезе пласта и по площади его распространения.

В шестой главе реконструированы условия накопления рения в диктионемовых сланцах и описаны особенности рениевого оруденения.

В седьмой главе дана оценка прогнозного ресурсного потенциала рения Прибалтийского бассейна на территории Ленинградской области, рассмотрены технологические возможности извлечения рения из диктионемовых сланцев и произведена стоимостная оценка его ресурсов на примере Кайболово-Гостилицкой площади.

Благодарности.

Особую благодарность автор выражает своему научному руководителю, зав. отделом геологии горючих полезных ископаемых ВСЕГЕИ, д.г.-м.н. Владимиру Ильичу Вялову - за общее руководство, консультации и помощь при подготовке диссертационной работы.

Автор искренне признателен главному научному сотруднику ВСЕГЕИ, д.г.-м.н. И. А. Неженскому (помощь в стоимостной оценке ресурсов рения), старшему научному сотруднику Г. М. Волковой (консультации при

выполнении петрографических исследований), ведущему инженеру Н. В. Мир-халевской (помощь в оформлении материалов диссертации), зав. отделом аспирантуры ВСЕГЕИ, к.г.-м.н. Л. И. Лукьяновой (за содействие и помощь в период обучения в очной аспирантуре). При выполнении полевых работ, изучении и интерпретации геологических материалов помощь автору оказали сотрудники ВСЕГЕИ и ОАО «Севзапгеологии» В. А. Михайлов, Е. С. Исюоль, А. А. Чернышев, Е. П. Шишов, Я. Ю. Фадин, Б. Г. Дверницкий и Е. В. Семенов. Автор благодарен заведующей ЦЛ «ВСЕГЕИ», к.х.н. Г. А. Олейниковой за консультации по методам аналитических исследований, сотрудникам ЮФУ профессору, д.г.-м.н. М. И. Гамову, доценту, к.г.-м.н. Ю. В. Попову за сотрудничество и помощь в производстве лабораторных исследований, а также д.г.-м.н Г. А. Беленицкой и профессору СПбГУ, д.г.-м.н. Е. Г. Пановой за полезные советы и конструктивную критику.

1. СОСТОЯНИЕ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ РЕНИЯ В

РОССИИ

В 1925 году рений был обнаружен в редкоземельных минералах - в колумбите и гадолините немецкими химиками В. Нордак и И. Такке. Они назвали его рением (Rhenium) в честь Рейнской провинции (Ряшенцева, 1982). Расположен в периодической таблице Д. И. Менделеева между вольфрамом и осмием, близок к молибдену (атомный вес 186, 207; радиус 0,137 нм) (Noddak, Noddak,1931). Известно тридцать четыре изотопа рения от 160Re до 193Re. Природный рений - это два природных изотопа - стабильный 185Re (37,40 %) и

1ЦП

радиоактивный Re (62,60%) - испытывает Р-распад и превращается в осмий, период полураспада 43,5 миллиарда лет (Петрянов- Соколов, 1983; и др.).

Ввиду своей малой распространенности рений редко встречается в минеральной форме, хотя, по разным источникам, известно несколько минералов рения: CuReS4 (джезказганит), ReS2 (рениит), Re207 (оксид рения) (см. например: (Олейникова, Панова, Вялов и др., 2012)) и таркианит (Cu,Fe) (Re,Mo)4S8 (53,61 % Re) (Kojonen et al., 2004).

Рений - один из самых тяжелых металлов, почти в три раза тяжелее железа; только осмий, иридий и платина по плотности превосходят рений. Его модуль эластичности больше, чем у других элементов, кроме индия и осмия. По тугоплавкости он уступает лишь вольфраму. А температура его кипения близка к 6000°С (только вольфрам кипит примерно при такой же температуре) (Венецкий, 1980). Рений имеет высокое электросопротивление, в четыре раза больше, чем у вольфрама и молибдена (Коровин, Букин, Федоров и др., 2003). Еще одно важное свойство рения - высокая жаропрочность. При температуре до 2000°С он лучше сохраняет прочность, нежели молибден, вольфрам, ниобий. При этом прочность у него (в интервале от 500 до 2000°С) больше, чем у этих тугоплавких металлов. В то же время рений обладает высокой коррозионной стойкостью: в обычных условиях он почти не растворяется в соляной,

плавиковой и серной кислотах. Это одна из черт, роднящих рений с платиной (Петрянов- Соколов, 1983).

Таким образом, рений обладает сочетанием многих уникальных свойств (каталитических, тугоплавких), что способствует разнообразию областей его применения в современной технике, а его соединения представляют большой экономический, экологический и промышленный интерес. Так, рений широко используется в сплавах при изготовлении высокожаропрочных (Яе с Мо, Та), сверхтвёрдых и износостойких сплавов, применяемых в деталях сверхзвуковых самолётов, военных и космических ракет (Рабинович, Хавин, 1978). Одной из важнейших областей применения рения в настоящее время являются сплавы с 8-10% рения, используемые в вольфрамовой поверхности рентгеновских мишеней. Как сам рений, так и его соединения с кислородом или серой, его сплавы с никелем, палладием и платиной обладают высокими каталитическими свойствами, позволяя проводить на высоких скоростях тонкие химические реакции при крекинге нефти и её продуктов. В нефтепереработке удаление серы из топлив - важнейшая экологическая и технологическая задача. Поэтому чрезвычайно важна и экологическая роль рения (Наумов, 2006; и др.). Объёмы потребления нефтепродуктов постоянно растут, и проблема создания и массового применения экологически эффективных технологий становится всё более актуальной. Наиболее успешно решается она с помощью рениевых и рениево-платиновых катализаторов. Это позволяет существенно снизить выбросы в атмосферу вредных веществ от двигателей внутреннего сгорания. Все другие катализаторы по активности и целенаправленности уступают рениевым (там же; и др.).

Мировое производство рения составляет всего около 44 т/год (на начало нынешнего века). В настоящее время около 40 % потребляемого рения идёт на производство катализаторов, 50 % на производство тугоплавких специальных сплавов для атомной, авиационной и космической промышленности (лопатки газотурбинных двигателей, сопла ракет и самолётов), для изготовления

высокотемпературных электродов и термопар. Без рения невозможно создание новейших авиационных двигателей. Поэтому рений является металлом стратегического назначения (Наумов, 2006; и др.).

Российская Федерация в настоящее время испытывает острейший дефицит в производстве рения, который образовался после распада СССР. В советский период производилось порядка 10 тонн рения в год, из которых 70% использовалось для авиации, 5 % в нефтехимии, 5 % в электронике и 20 % - в других областях (Кремнецкий, 2000). Сырьевым источником служили медистые песчаники Джезказганского месторождения в Казахстане и медно-молибденовые месторождения в Узбекистане и Армении, которые остались за пределами России (там же).

МСБ рения в России практически отсутствует: почти не имеется надежных и хорошо оцененных природных источников рений-содержащего сырья. Запасы рения в России на 01.01.2012 г. в качестве попутного компонента были учтены в рудах трех молибденовых и двух медно-порфировых месторождениях и составляли по кат. А+В+С[ всего 58,9 т, кат. С2 109,9 т, по группе забалансовых - 24,2 т. Кроме того, в Сахалинской области известны динамические запасы рения по кат. С2 в количестве 36,7 т/год на рудопроявлении вулкана Кудрявый (протокол ЦКЗ МПР России от 08.07.2002 г.) (Государственный баланс.., 2012). Разрабатывается Сорское месторождение (на молибден), при обогащении руд на Сорской ОФ рений переходит в молибденовый концентрат (до 86,97 %), но при переработке концентрата на Челябинском ферросплавном заводе рений полностью теряется (Государственный баланс.., 2009). Подготавливаются к освоению Агасырское и Михеевское месторождения. Среднее содержание молибдена в рудах в 1,5-2,5 раза ниже, чем в зарубежных месторождениях и расположены они в основном в экономически неосвоенных регионах. Разведывается Ак-Сугское месторождение. К нераспределенному фонду недр отнесено Мало-

Ойногорское, а также часть Михеевского, за пределами лицензионного участка (Государственный баланс.., 2012).

ФГУП «ИМГРЭ» в качестве перспективных источников рения рассматривает пластово-инфильтрационные урановые месторождения (Брикетно-Желтухинское, Алексеевское, Вельское), парогазовые выбросы и вулканические породы, содержащие рений, на склоне вулкана «Кудрявый» на острове Итуруп (Южные Курилы). Институтом Вулканологии планировалось, на специальной установке для поглощения рения и других металлов из вулканического газа на вулкане Кудрявый, не позднее 2014 года выйти на среднегодовую проектную мощность с производительностью не менее 2025 млн. т/год газа с содержанием рения 0,5-1,0 г/т. Однако исследования показали, что средние концентрации рения в газе не превышают 0,0008- 0,0055 г/т. Это определяет крайне низкий суммарный вынос рения 20- 60 кг в год и не обеспечивает ранее прогнозируемый динамический ресурс рения в газовой фазе в 36,7 т/год (Кременецкий, Лунева, Куликова и др., 2011).

Для удовлетворения современного спроса Россия импортирует рений, в основном из Казахстана, в меньшем объеме из Узбекистана (Харин, 2013). Основные мировые экспортёры рения - Чили и Казахстан (Mining magazine, 2004).

В 2011 году средняя цена на металлический рений на мировом рынке составила 4670 долл. США/кг, что чуть ниже показателя 2010 года. К началу 2013 года рениевый рынок уже три года был относительно стабилен, после значительной изменчивости в 2006-2009 годах. Начиная с конца 2009 наличная цена осталась ниже 5000 долл./кг и оставалась между 3500 долл./кг и 3700 долл./кг в январе 2013 года (http://www.cmmarket.ru/rnarkets/reworld.htm). На внутреннем рынке России стоимость 1 кг рения в настоящее время достигает 9844 долларов США

(http://www.infogeo.ru/metaIls/price/?act=show&okp=l 76630).

Россия является одной из лидирующих стран мира в области авиакосмической и нефтеперерабатывающей промышленности, а также одной из крупнейших в мире производителей платины. Наша страна должна встать в ряд мировых поставщиков платино-рениевых катализаторов. В связи с этим рост потребления рения в России, неизбежен (Харин, 2013). Потребление рения в России составляет сейчас около 4 т в год (Трач, Бескин и др., 2011). Мировое потребление рения с каждым годом будет увеличиваться в среднем на 5% (Трошкина, Шиляев, Абдрахманов и др., 2011).

Традиционные источники рения - месторождения медно-молибден-порфирового семейства и медистые песчаники, как правило, в России незначительны по запасам и бедны по содержанию рения, за исключением месторождения Ак-Суг (Кремнецкий, Лунева, Куликова и др., 2011). Поэтому для создания МСБ рения в России необходим поиск его нетрадиционных источников.

Одним из таких является углеродсодержащее сырье - высоковязкие нефти и битумы, горючие сланцы, твердые битумы и т.д. Поскольку объемы этих видов полезных ископаемых исчисляются миллиардами тонн, ресурсы рения в них, несмотря на его сравнительно невысокие концентрации, велики (Трошкина, Шиляев, Абдрахманов и др., 2011).

О наличии рения в органическом веществе горючих и битуминозных сланцев, в битумах, нефти известно примерно с начала 70-х гг. прошлого века. С 1978 г. стали периодически отмечаться случаи повышенных концентраций рения в сланцах Прибалтики (Поплавко Е. М., Иванов В. В. 1978 г.; Наумов Б. Е. 2006г.; Вялов В. И. и др., 2010). Согласно Б. Е. Наумову (2006), в пределах Эстонии запасы рения в диктионемовых сланцах, при его содержании 100...200 мг/т, составляют около 10,5 - 21,1 тыс. т. Т.е. речь идет о наличии в этих сланцах крупной МСБ рения.

2. КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БАССЕЙНА

ДИКТИОНЕМОВЫХ СЛАНЦЕВ

Геологическая характеристика объекта приведена по материалам ГК СССР 1:1000 ООО масштаба, лист 0-(35), 36. Детализация исследований проводилась в пределах поисковой Кайболово-Гостилицкой площади (рис. 2.1). Бассейн диктионемовых сланцев располагается в юго-западном и южном обрамлении Балтийского кристаллического щита и входит в состав венд-палеозойского платформенного чехла (Оношко, Альтгаузен, 1975).

2.1. Стратиграфия

В формировании рассматриваемой территории участвовали архейские и нижнепротерозойские образования кристаллического основания, а также вендские и нижнепалеозойские образования платформенного чехла (рис. 2.22.3). Почти всю площадь листа покрывают четвертичные отложения небольшой мощности.

Архсй и нижний протерозой

Архей. Кристаллические породы условно отнесены к архею на основании их сходства с аналогичными породами, развитыми в области Балтийского щита. Фундамент погружается на юго-восток под углом 12°. Породы архея представлены гнейсами, гранитами и, реже, грано-диоритами. Гнейсы биотитовые, роговообманковые, биотитово-хлоритовые. Структура их преимущественно гранобластовая или лепидогранобластовая. Полевые шпаты и биотит обычно в той или иной степени хлоритизированы, пелитизированы и серицитизированы, редко встречаются свежие зерна. Граниты лейкократовые, биотитовые, неравномернозернистые. Структура их обычно гранитовая, часто неясновыраженная. Зерна полевого шпата в значительной степени пелитизированы, а биотита - хлоритизированы.

.29-1

Г*Т

120»!

{ {г

аГу

1С«

р.

~ ч,

Г 1

—н

I 1*. Л

»1

л* V, ->гг--...../ £ дайл«-»., В | , >' , :Л с-.е^ .¿1

ГР1 1

ч , ■ «я

_3£ 'Ч /■•' ' ...

......ловз.

IV

ргг , ±гуу Т г ¿тлгя^}

исЛЛшы)

, 32

Г* • ' ' .г„»|

ii

А-'

ИГТ* НМ^

'-г

«¡а

I ЩЯШл > л ИгЯт

/-4. - ч-^^-™. '

и М *у{У\

•АД —г5"

' I

/____

К*' Г/ — * >

Я^И 1 .....

р ^"т> ЯРИ

I ИШ^

6 ки ючефы

Рис. 2.1 Схема Кайболово-Гостилицкой площади

29" 00

о Мошйый^:

КРОНШТАДТ.

« К01ГОМГЩ

ИНГРАД

дММНи

Кто*-'

геи ояо.

0-(35), 36 (Ленинград)

30° ОС Прнокрс« 31° 00'

Ьпо стрги Выборт Всмоножси_ЛАДОЖСКОЕ ОЗЕРО

Котпин{ I I1 V* тт —г-1 л

32° 00

ими

I :о к».

Масштаб 1:1000 ООО

Рис. 2.2 Фрагмент геологической карты 0-(35), 36 (1989). Условные обозначения см. на рис. 2.3

о

С-1

W К I 1 > И 1 К f И ') И И d 9 W 3 M

и 1

HOF Od jlOdTTuMHXd 1H

i;

s Î

0 « л. г аз с

1 MOt и Jo Тги HHNjKMU|J

е

о ».

Ч I

0 « î i t S

1 t

II

11 i i

■» s

|НШ Hdnil.H

i

Ol Ó i

iHOindo)

MOIMdQII'H

S г ; » i j . i 11 S О

H

» I

I/ 1 IT I О

#

* »

s <f

.....

os 00 Os

SO

гл

in

ГЛ

I

0

ce

H

1

а

Ьй О

<u tr S u о е: о <и

(N (N о

s сх

04

я

X <v ST а к

СП

О Ю О U

X в

о

4

о >>

сп (N

ci

5

~íf H H

В своей верхней части кристаллические породы сильно разрушенные и выветрелые. Вследствие большой интенсивности и многообразия наложенных процессов (мигматизация, гранитизация, метасоматоз, метаморфизм), местами всецело затушеван первичный облик исходного материала.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Балахонова, Алина Сергеевна, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Опубликованная

1. Алыпгаузен М.Н. Металлоносные чёрные сланцы венд-нижнепалеозойского возраста // Oil Shale-Горючие сланцы. Таллин, 1992, 9/3, С.194-207.

2. Атлас литолого-палеогеографических карт Русской платформы. Под ред. А.П. Виноградова, 1960.

3. Балахонова A.C., Вялое В.И., Неженский И.А. и др. Геолого-экономическая оценка металлоносности диктионемовых сланцев и оболовых песчаников Прибалтийского бассейна // Региональная геология и металлогения, 2013. №56. С. 88-93.

4. Балахонова A.C. Особенности распределения и генезис рения в диктионемовых сланцах Прибалтийского бассейна // Материалы 3-й международной научно-практической конференции молодых ученных и специалистов памяти А.П. Карпинского. СПб, 2013. С. 675-679.

5. Баситова СМ., Засорина Е.Ф., Азизкулова О.Д. Рений в горючих сланцах. - Докл. АН Тадж. ССР, 1972. №8. С. 41-44.

6. Бауков С. С., Котлуков В.А. Формации горючих сланцев. Таллин, 1973. С. 7-17.

7. Беленицкая Г.А., Романовский С.И., Феоктистов В.П. Тектоно-седиментологическое моделирование и прогнозно-минерагенический анализ основных геодинамических групп рудоносных осадочных бассейнов России. -СПб.: ВСЕГЕИ, 2001. (Осадочные бассейны России. Вып. 5. МПР РФ). С. 51.

8. Бойко H.H. К металлогении рифогенных комплексов // Руды и металлы. 1999. №6. С. 18-25.

9. Бойко Н.И., Пушкарский Е.М., Седлецкая Ü.M. Горючие сланцы в верхнеюрских отложениях Северного Кавказа // Доклады АН СССР. 1989. Т. 305, №6. С. 1455-1457.

10. Бойцев В.Е. Геология месторождений урана. М.: Недра, 1989. С. 279292.

11. Венецкий С.И. О редких и рассеянных. Рассказы о металлах. "Металлургия", 1980. - 96 с.

12. Виноградов А. П. Средние содержания химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры. Геохимия. 1962. № 7. С. 555-571.

13. Войткевич Г.В., Кокин A.B., Мирошников А. Е. и др. Справочник по геохимии. М.: Недра, 1990. С. 88.

14. Вялое В.И., Балахонова A.C. Диктионемовые сланцы Прибалтийского бассейна, как возможный новый геолого-промышленный тип месторождений рения // Материалы XI Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле». М.: 2013. С. 300-302.

15. Вялое В.И., Балахонова A.C., Ларичев А.И., Богомолов А.Х. Рений в диктионемовых сланцах Прибалтийского бассейна // Вестник Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2013. № 2. С. 63- 68.

16. Вялое В.И., Балахонова A.C., Неженский И.А. и др. Промышленная металлоносность диктионемовых сланцев и оболовых песчаников Прибалтийского бассейна (ленинградская область) // Материалы VII Всероссийского литологического совещания, г. Новосибирск, 2012. С. 183-186.

17. Вялое В.И, Балахонова A.C. (ФГУП «ВСЕГЕИ»), М.И. Гамов, Ю.А. Попов, A.B. Наставкин (ЮФУ). Минералого- геохимические особенности черных сланцев Прибалтики в связи с их комплексной металлоносностыо // Руды и металлы. 2013. № 6. С. 14-18.

18. Вялое В.И., Ларичев А.И., Балахонова A.C. Рудогенез диктионемовых сланцев и оболовых песчаников Прибалтийского бассейна // Региональная геология и металлогения, 2013. № 55. С. 87-98.

19. Вялое В.И., Миронов Ю.Б., Неженский И.А. «О металлоносности диктионемовых сланцев Прибалтийского бассейна» // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. М.: 2010. №5. С. 19-23.

20. Вялое В.И., Михайлов В.А., Олейникова Г.А. и др. Металлоносность диктионемовых сланцев Прибалтийского бассейна // Литология и геология горючих ископаемых, вып. 4(20). Екатеринбург, 2010. С. 193-199.

21. Вялое В.И., Неженский H.A., Балахонова А. С. Рудные месторождения Прибалтийского бассейна диктионемовых сланцев и фосфоритов // Концептуальные проблемы литологических исследований в России. Материалы 6-го Всероссийского литологического совещания. Казань: Казан, ун-т. Том I, 2011. С. 192- 195.

22. Вялое В.И., Олейникова Г.А., Панова Е.Г., Балахонова A.C. Минералого-геохимические особенности рениевого оруденения в диктионемовых сланцах Прибалтийского бассейна // Материалы Всероссийского литологического совещания, посвященного 100-летию со дня рождения Л.Б. T. II. СПб, 2012. С. 8-9.

23. Геологический словарь. Т.З. СПб.: ВСЕГЕИ, 2012. С. 61.

24. Геология и полезные ископаемые России. Запад России и Урал. Кн.1. Запад России / Ред. Б.В Петров, В.П. Кириков. СПб.: ВСЕГЕИ 2006. - 528с.

25. Гинзбург А.И. Атлас петрографических типов горючих сланцев. Л.: Недра, 1991. - 116 с.

26. Горная энциклопедия. Советская энциклопедия. Т.4. М.: 1989. С. 226.

27. Ежова A.B. Литология: учебник / 2-е издание. Томск. ТПУ 2009.

С. 24.

28. Инструкция по изучению и оценке попутных твердых полезных ископаемых и компонентов при разведке месторождений угля и горючих сланцев. М.: Наука, 1987. - 136 с.

29. Киселев НИ., Проскуряков В.В., Саванин В.В. Геология и полезные ископаемые Ленинградской области. СПб.: 2002. С. 122-123.

30. Киррит О.Г., Кох Р.П., Маремяэ Э.Я. и др. Авторское свидетельство СССР № 65527 от 18.09.1972 г. с приоритетом от 3.12.1970 г. «Способ комплексной переработки диктионемовых сланцев».

31. Коровин С. С., Букин В. И., Федоров 77. И. и др. Редкие и рассеянные элементы / Под общ. ред. Коровина С. С. - Химия и технология. - М.: МИСИС, Т. 3, 2003. - 440 с.

32. Коровкин В.А., Турылева Л.В., Руденко Д.Г. и др. Недра северо-запада РФ. СПб.: картфабрика ВСЕГЕИ, 2003. - 520 с.

33. Кремпецкий. А. А. Завод на вулкане // Наука и Жизнь, М.: 2000. №11. С. 26-30.

34. Кремпецкий A.A., Лунева Н.В., Куликова КМ. Вельское Re-Mo-U месторождение: минералого-геохимические особенности, условия формирования, технология извлечения рения // Разведка и охрана недр/ М.: 2011. №6. С. 33-41.

35. Лисицын А.П. Процессы океанской седиментации. Литология и геохимия. М.: Наука, 1978. - 329 с.

36. Литогеодинамика и минерагения осадочных бассейнов/ Е.А. Басков, Г.А. Беленицкая, С.И. Романовский и др.; Под ред. А.Д. Щеглова. - СПб.: ВСЕГЕИ, 1998.-480 с.

37. Лоог А.Р., Петерссель В.Х. Геохимические особенности накопления малых элементов в граптолитовых аргиллитах и алевролитах (диктионемовых сланцах) // Геохимия, минералогия и литология черных сланцев. Сборник научных трудов. Сыктывкар, 1987. С. 32-33.

38. Лузановский А.Т., Артемова Н.М. и др. Металлоносные горючие сланцы Республики Узбекистан. Фан АНРУЗ, 1999. -154 с.

39. Малаховский Д.Б., Грейсер Е.Л. Балтийско-Ладожский уступ / Геоморфология. 1987. №1. С. 94-98.

40. Михайлов В.А., Чернов В.Я. Кушнеренко В.К. Диктионемовые сланцы Прибалтийского бассейна - перспективный объект промышленного освоения на уран и другие полезные ископаемые // Мат. по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов // М.: ВИМС, Вып. 149, 2006. С. 9298.

41. Наноминералогия. Ультра- и микродисперсное состояние

минерального вещества./ Под ред. Н.П. Юшкина, A.M. Асхабова, В.И. Ракина. СПб.: Наука, 2005. 581с.

42. Наумов Б.Е. Рений и другие редкие и рассеянные металлы в горючих сланцах Прибалтики и в медномолибденовых рудах Средней Азии как ценный природный ресурс. В сб. трудов Института экономики и управления, вып. 4. -Таллин: СИЭУ, 2006. С. 125-145.

43. Наумов A.B. «Чужие здесь не ходят». Ритмы рения // Обзор мирового рынка. М.: ООО «КВАР», 2007. С. 36-41.

44. Неженский H.A., Балахонова A.C. Распределение месторождений полезных ископаемых России по запасам и добыче // Региональная геология и металлогения. СПб, 2011. № 45. С. 85-89.

45. Неженский И.А. Вещественно- стоимостный анализ минерально-сырьевой базы России и мира. LAP LAMBERT Academ. Publishing, 2012. С. 132.

46. Неручев С. Г. Уран и жизнь в истории Земли. Л.: Недра, 1982. - 208 с.

47. Овчинников JI.H. Проблемы прикладной геохимии // Научные обзоры. М.: 1983. №1. С. 110-117.

48. Опорные скважины СССР. Пестовская опорная скважина (Новгородская область). Гостоптехиздат. 1961, С. 9-47.

49. Панова Е.Г., Ахмедов A.M. Геохимические индикаторы генезиса терригенных пород. СПб.: СПбГУ, 2011, С. 3- 60.

50. Патент РФ от 11.01.12 по заявке №2010149470 с приоритетом 06.12.10 на «Нанотехнологический способ извлечения рения из пород и руд черносланцевых формаций и продуктов их переработки» (авторы Олейникова Г.А., Панова Е.Г., Вялов В.И., Кудряшов A.M., Фадин Я.Ю.).

51. Поплавко Е.М., Иванов В.В., Орехов B.C., Тархов Ю.А. Особенности металлоносности горючих сланцев и некоторые предположения об их генезисе. М.: Геохимия. 1978. №9. С.1411- 1418.

52. Петрянов- Соколов И.В. Популярная библиотека химических элементов. М.: Наука Кн.2, 3-е издание, 1983. - 573 с.

53. Рабинович В.А., Хавип З.Я. Краткий химический справочник. JL: Химия, 1978. - 392 с.

54. Ряшенцева МА. Рений, нефтехимия, катализ // Химия и Жизнь. М.: 1982. С. 58-61.

55. Стратиграфия СССР. Нижний докембрий. Европейская часть СССР, кн. 2 / Под. ред. К.А. Шуркина. М.: Недра, 1989. - 299 с.

56. Титкова Я. С. Математические методы в психологии. Владивосток, из-во ДВФУ, 2002. С. 62-63.

57. Ткачев ЮА, Шеин А А. Обработка проб полезных ископаемых. - М.: Недра, 1987. - 190 с.

58. Трач Г.Н., Веский С.М. Ресурсный потенциал рения территории России // Разведка и охрана недр. М.: 2011, №6. С. 26-33.

59. Трошкина И.Д., Шиляев A.B., Абдрахманов Т.Г. и др. Рений в нетрадиционном сырье: распределение и возможность извлечения // Разведка и охрана недр. М.: 2011. С. 80-90.

60. Халдна Ю.Л., Ильмоя К.А., Иоханнес И. К. и др. Ртуть в диктионемовых сланцах Эстонской ССР // Горючие сланцы. Т.З, 1986. № 3. С. 290-292.

61. Харин Е. И. Исследование и разработка технологии извлечения рения из молибденовых концентратов. Автореферат. Екатеринбург, 2013. - 24 с.

62. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Геохимия и рудогенез Mo, W, Re в черных сланцах. Сыктывкар: Геонаука, 1991.-64 с.

63. Юдович Я.Э. Геохимические особенности аутогенной минерализации в черных сланцах. Сыктывкар, 1990. - 51 с.

64. Юдович Я.Э. Геохимические функции черных сланцев в эпигенетическом рудообразовании. Сыктывкар: Геонаука, 1991. - 75 с.

65. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Геохимия черных сланцев. Л.: Наука, 1988. -272 с.

66. Bemer R.A., Raiswell R. Burial of organic carbon and pyrite sulphur in sediments over Phanerozoic time: a new theory // Geochim. Acta. 1983. Vol. 47. P. 117-134.

67. Chen N., Covener R.M. Ores in metals-rich shales of Southern China. -U.S. Geol. Surv., 1989, Circular 1037, p. 7.

68. Noddak I., Noddak W. Diegechemicdesreniums-Z.Phys. Chem. Bd. 154 1931. H.3-4.

69. Hatch J.R., Leventhal J.S. Relationship between inferred redox potential of the depositional environment and geochemistry of the Upper Pennsylvanian (Missourian) Stark Shale Member of the Dennis Limestone, Wabaunsee County, Kansas, U.S.A. Chem. Geol. 1992. Vol. 99 P. 65-82.

70. Jones В., ManningD.A.C. Comparison of geochemical indices used for the interpretation of palaeoredox conditions in ancient mudstones. Chem. Geol. 1994. Ill, 111 -129.

71. Kojonen, K.K. et al. (2004), Canadian Mineralogist: 42: 539-544

72. Kupffer A. Ueber die constitution der baltischsilurischen Genicten. Archiv f. d. Naturkunde Liv., Est-u. Kurlands, 1870, Bd. 5, Ler. 1.

73. Mining magazine. 2004. February. P. 32-33.

74. Schnell, H. Uranium from unconventional sources. Technical Meeting On Uranium from Unconventional Resources, 4-6 November. IAEA Headquarters, Vienna, Austria. 2009.

75. Tammekann A. Eestl diktuoneema-kihl uurimine tema tekkimise, vanaduse ja Levemise kohta. Acta et Comm, Univ. Tartuensis, 1924, AV, №6.

Фондовая

76. Альтгаузен M.H. Докладная записка в Совмин СССР, 1981.

77. Вялое В.И, Волкова И.Б., Волкова Г.М., Балахонова А.С. а др. Отчет по теме: «Разработать оптимальный комплекс применения современных углепетрографических исследований при изучении твердых горючих

ископаемых». СПб, ВСЕГЕИ, Кн. 1, 2013. С. 195.

78. Геологическая карта СССР. Масштаб 1:1 000 000 (новая серия). Объяснительная записка. Лист 0-(35), 36-Ленинград.-Л.: Мин-во геологии СССР, ВСЕГЕИ, ПГО «Севзапгеология», 1989. - 212 с.

79. Государственная геологическая карта РФ. Масштаб 1:1000000. Объяснительная записка. Лист Р-(35)-37-Петрозаводск. - СПб.: ВСЕГЕИ. 2000. 322 с.

80. Государственная геологическая карта РФ. Масштаб 1:1000000 (3 поколение). Объяснительная записка. Лист 0-35 (с клапаном N-35) (серия Центрально-Европейская) - СПб - ВСЕГЕИ. 2012.

81. Государственная геологическая карта СССР. Масштаб 1:1000 000. Объяснительная записка. Лист 0-34/35 (Рига-Таллин-Лиепая). М.: Мин-во геологии и охрана недр СССР, 1956. - 88 с.

82. Государственный баланс запасов полезных ископаемых РФ. Рассеянные элементы, выпуск 28. М.: 2009. С. 17-18.

83. Государственный баланс запасов полезных ископаемых РФ. Рассеянные элементы, выпуск 28. М.: 2012. С. 20-22.

84. Двертщкий Б.Г., Большакова Н.М., Ядута В.А., и др. Отчет по теме "Оценка радоноопасности Приглинтовой низины и Ордовикского глинта применительно к масштабу 1:200 000 (объект "Петровский"). СПб, 2003. - 41 с.

85. Кондаков С.Н., Афанасьев М.С., Бушкова Н.П., и др. Отчет «Ревизионно- поисковые работы в Прибалтийском бассейне диктионемовых сланцев»/Л.: Северная экспедиция 1 ГГУ, 1963. - 69 с.

86. Котлуков В.А., Явхута, Г.В., Клитгша Л.В. и др. Отчет по теме: «Перспективная оценка северо-запада Русской платформы на горючие сланцы». Л.: Фонды ВСЕГЕИ, 1979. - 337 с.

87. Оношко КС., Альтгаузен М.Н. и др. Докладная записка «Ураноносность фосфоритов и диктионемовых сланцев Прибалтийского бассейна в связи с проблемой их комплексного использования». Л.: 1983. 221 с.

88. Яхнин Э.Я. и др. Отчет по теме: «Проведение геолого-экологических исследований и картографирования масштаба 1:1 000 000 листов 0-35, Р-35 (Псков, Выборг). ГГУП «Минерал». 2001.

Электронные источники

89. http://www.gov.spb.ru/gov/admin/otrasl/ecology/maps/scheme_radon

90. http://www.cmmarket.ru/markets/reworld.htm

91. http://www.infogeo.ru/metalls/price/?act=show&okp=l76630