Смотреть... сквозь землю

СКИФ поможет искать благородные и редкоземельные металлы

Ученые Института геологии и минералогии СО РАН разработали способ определять химический состав горных пород методом рентгенофлуоресцентного анализа с помощью синхротронного излучения — он позволяет обнаружить химические элементы в концентрации один миллиграмм на тонну.

Сибирский кольцевой источник фотонов, который строится близ наукограда Кольцово, в самом недалеком будущем сможет прийти на помощь геологам. И помощь эта будет весьма своевременной: как известно, весной прошлого года Правительство РФ опуб­ликовало перечень дефицитных видов твердых полезных ископаемых, куда вошли уран, марганец, хром, титан, бокситы, молибден, вольфрам, редкие и редкоземельные металлы. А также графит и флюорит, или плавиковый шпат.

Выйти в мировые лидеры

— Чем выше технологический уклад, тем шире спектр сырья, необходимого для производства, — подчеркивает директор ИГМ СО РАН, доктор геолого-минералогических наук, член-корреспондент РАН Николай Крук. — Без этого невозможно технологическое лидерство нашей страны. В советские времена геологи открыли огромные запасы полезных ископаемых, которые были поставлены на баланс. Но, как известно, месторождение — понятие экономическое. Порой они находятся в труднодоступных местах, где отсутствует необходимая инфраструктура. Некоторые месторождения недостаточно изучены, не вполне понятно, какой там элементный состав, какие есть вредные примеси. А это означает, что сегодня необходимы новые, быстрые, эффективные методы поисков полезных ископаемых.

И тут на помощь ученым приходит синхротронное излучение. Напомним, исследователи Института геологии и минералогии СО РАН совместно с коллегами из Института ядерной физики, Томского политехнического университета и Курчатовского института сегодня работают над созданием экспериментальной станции 1-1 «Микрофокус» для СКИФ.

По словам старшего научного сотрудника лаборатории литогеодинамики осадочных бассейнов ИГМ СО РАН, кандидата геолого-минералогических наук Андрея Дарьина, запуск СКИФ позволит России выйти на лидирующие позиции в мире в области элементного анализа.

— Мы разработали методику рентгено­флуоресцент­ного анализа образцов горных пород с помощью синхротронного излучения, которая уже аттестована, — рассказывает Андрей Дарьин. — В экспериментах мы использовали источник синхротронного излучения ИЯФ СО РАН. Этот метод анализа обладает очень высокой чувствительностью — он позволяет обнаружить в образце химический элемент даже при содержании один миллиграмм на тонну. Использование синхротронного излучения при проведении анализа открывает и другие возможности: например, не только определить содержание в породе интересующего нас металла, но и понять, в какой форме он находится, в какой степени окисления и так далее.

Где же можно применять эту методику?

Использовать это, в принципе, можно где угодно. Например, при оценке хвостохранилищ отработанных месторождений. Не секрет, что сто, пятьдесят, тридцать лет назад технологии извлечения полезных компонентов из руды были совсем другими и в переработанной породе оставалось много чего полезного, что на тот момент не могли взять. Сегодня эти запасы так и лежат без пользы. И, что немаловажно, инфраструктура для разработки этих месторождений уже была создана ранее — в северные дебри, где не ступала нога человека, забираться не нужно. Но производить поиски и разведку классическими методами долго и дорого. Не исключено, что новая методика позволит быстро и эффективно оценить размер запасов полезных ископаемых, содержащихся в отвалах, и принять решение, стоит ли заниматься их добычей и каков будет экономический эффект.

Тем более что реальные примеры применения новых методов уже есть. По словам Николая Крука, на одном из золотых месторождений соседнего Казахстана благородный металл содержится в виде микровключений в пирите, или железном колчедане. Но, когда приступили к его разработке, оказалось, что выход золота гораздо меньше предполагаемого. Исследования ученых показали, что в породе содержится три разных типа пирита и лишь в одном из них есть золото. Когда изменили технологию обогащения руды, дело пошло.

КСТАТИ
Ученые ИГМ СО РАН провели 2D-скани­рование аномального слоя в донных отложениях озера Пеюнгда в Тунгусском природном заповеднике. Исследователям удалось определить, что этот слой образовался в результате высотного взрыва, и смоделировать процесс его образования. Следующий шаг — выделение микрочастиц из этого слоя и их изучение. Не исключено, что это позволит сделать выводы о составе космического тела, известного как Тунгусский метеорит.