08 Марта 2021, Понедельник17:53 МСК
Курсы на 08.03.2021
74,42 +0,83
Au 1 689 -0,95%
Ag 25,27 -0,89%
88,47 -0,79
Pt 1 142,30 -0,04%
Pd 2 311 -1,32%

Перспективы подводной добычи золота и других стратегических металлов в океанских недрах

Подавляющее большинство минерально-сырьевых ресурсов, в отличие от других видов природных ресурсов (лесных, водных, биоресурсов), невосполнимы и невозобновляемы. Интенсивная их отработка во все возрастающих масштабах неуклонно приведет к исчерпанию всех разведанных в пределах континентальной суши запасов полезных ископаемых, за исключением нерентабельных запасов, для эксплуатации. 
В этих условиях океан послужит нетрадиционным источником минерального сырья [7].

главный научный сотрудник, заведующий лабораторией Геологии рудных месторождений ИГЕМ РАН, д.г.-м.н.А.В. Волков —  д.г.-м.н., заведующий лабораторией Геологии рудных месторождений и главный научный сотрудник ИГЕМ РАН

Введение

По прогнозу ООН в течение предстоящих 50 лет мировое потребление минерально-сырьевых ресурсов будет увеличиваться не такими быстрыми темпами, как за предыдущую половину века, что обусловлено значительным снижением темпов прироста населения планеты. Больший или меньший рост численности населения приведет к увеличению или снижению мирового спроса на металлы, в основном, в развиваю щихся странах.

Нетрадиционные источники минерального сырья (НИМР), которые включают и месторождения стратегических металлов на шельфе и дне океана, приобретают особую актуальность как один из факторов решения глобальной проблемы минерально-сырьевого обеспечения нынешнего и будущего поколений. В этой связи эффективное, экологически безопасное освоение минерально-сырьевых ресурсов Мирового океана становится в XXI веке одной из главных стратегических задач человечества. В рамках межправительственных соглашений, международных и национальных программ Россия активно осуществляет проекты по геологическому изучению национального шельфа и Международного района морского дна. 

В настоящее время фантастично выглядят в качестве НИМР космические проекты, связанные с развитием добычи минерального сырья на Луне, астероидах и планетах Солнечной системы. Однако, заметим, что в 60-е годы прошлого столетия также фантастично выглядели океанские проекты, которые в настоящее время постепенно реализуются. «Мы добились огромных успехов», — поведал в одном из своих интервью Детвейлер о глубоководных поисках своей компании Odyssey Marine Exploration, базирующейся в Тампе, штат Флорида (www.inosmi.ru/world/20120715/194959414.html). Скептики когда-то приравнивали добычу полезных ископаемых в морских глубинах с поисками богатств на Луне. Но все изменилось. Прогресс в морской геологии, прогнозы о дефиците металла в предстоящие десятилетия и новые возможности в спуске на большие глубины превращают мечты в реальность.

Океан занимает более 70 % земной поверхности. На шельфе и дне глубоководных районов Мирового океана со средоточены огромные минеральные ресурсы [3]. Только одна зона Кларион-Клиппертон содержит больше никеля и кобальта, чем все ресурсы суши вместе взятые. Не вызывает сомнения, что Мировой океан — потенциальный, глобальный источник минерально-сырьевых ресурсов XXI века. 

Разведку месторождений золота и других стратегических металлов на шельфе и дне глубоководных районов Мирового океана стимулирует исчерпание источников сырья на континенте, стремительное развитие зеленых технологий, прежде всего, электромобилей, электровелосипедов и самокатов, а также спекулятивный рост цен. Так цены на золото и другие благородные металлы в 2020 г. выросли на 30–40 %. Поэтому в последние годы в периодической печати и интернете дискутируется возможность «золотой лихорадки» на дне океана (www.inosmi.ru/world/20120715/194959414.html).

Прогнозируемый Международным энергетическим агентством (МЭА) [9] рост мирового спроса на электромобили заставляет автопром обратить пристальное внимание на ресурсы дна Мирового океана так называемых «батарейных» металлов для выпуска аккумуляторов. К ним относятся Ni, Co, и редкоземельные металлы (РЗМ). По данным МЭА, в 2019 г. в мире эксплуатировалось 2 млн электромобилей [9]. К 2040 г. их число достигнет минимум 40 млн. К 2025 г. электрокары будут по цене такими же, как машины с двигателями внутреннего сгорания [9]. Поэтому Со — один из главных батарейных металлов, подорожал более чем на 190 % за последние полтора года. По прогнозу МЭА, спрос на Со удвоится к 2020 г. промерно до 200 тыс. т в год [9]. Обеспечить поставки Со труднее всего, поскольку 65 % его добычи приходится на Демокра тическую Республику Конго (ДРК), одну из беднейших и политически нестабильных стран мира.

Статья написана по результатам об общения и анализа доступных данных, опубликованных в научной и периодической печати, интернет источниках, а также на основе авторских экспертных оценок. Главная цель статьи — показать состояние, проблемы и перспективы развития подводной добычи золота и других стратегических металлов дна мирового океана. 

Минерально-сырьевой потенциал мирового океана

Минерально-сырьевой потенциал (МСП) золота и других стратегических металлов Мирового океана представлен двумя крупными практически значимыми группами. В первую входят россыпные месторождения на шельфе, во вторую — глубинные месторождения на дне. Ресурсные показатели основных стратегических металлов, содержащихся в недрах океана: соотношение океан/суша по Ni — 3,7, по Co — более чем в 25 раз, Mn — в 1,3 раза, Te — в 6 раз, по Мо — в 1,9 раза. Океанический потенциал Cu — 0,5 наземных ресурсов этого металла [1, 3]. Ресурсный потенциал океанских руд: железо-марганцевые конкреции (далее — ЖМК) — 56,6 млрд т сухой рудной массы; кобальтмарганцевые корки (далее — КМК ) — 43,1 млрд т; глубоко-водные полиметаллические сульфиды (далее — ГПС) — 223 млн т [1, 3]. 

Шельфовые месторождения

Доля добычи «традиционных» твердых полезных ископаемых на морских месторождениях шельфа в мировом объеме сегодня составляет 10–15 %, прогнозируется, что к 2050 г. данная доля может увеличиться до 20–25 %, за счет вовлечения в отработку участков, находящихся от береговой линии на расстоянии 25–50 км и более и на глубинах до 30–50 м [3]. В настоящее время на шельфе Мирового океана коммерческий интерес представляют: пески и гравий, фосфориты, а также прибрежные россыпные месторождения алмазов, касситерита (Sn), ильменита и рутила (Ti), золота, редкоземельных элементов (РЗЭ) и других металлов. Подводная добыча осуществляется открытым (драги, экскаваторы и земснаряды) и подземным (горные выработки под дном и буровые скважины) способами.

На побережьях острова Большевик, Восточно-Сибирского (Кулар), Чукотского и Берингова морей весьма успешно велась и ведется добыча золота из россыпей, расположенных на континентах: на побережье Аляски — с начала XX в., Чукотки и Кулара — со второй его половины, острова Большевик — с конца. На южном побережье п-ова Сьюард добыто более 150 т, на Валькарайской прибрежной низменности Чукотки — более 250 т [8] золота, Куларе (Якутия) — 150 т, на о. Большевик — около 10 т. В этих районах россыпная золотоносность прослежена в акваторию, однако золото добывают здесь только американцы (рис. 1). Кроме того, крупные ресурсы россыпного золота установлены на п-ове Таймыр. На побережье о. Врангеля так же найдено золото, но его ресурсы даже не оценивались, так как на его территории расположен заповедник [8]. Работами Дальморгео установлена золотоносность на шельфе Охотского и Японс кого морей. Эти общие данные еще в 70-е годы прошлого века позволили геологам Северо-Востока СССР дать положительную оценку золотоносности акваторий. 

На рисунке 1 показаны 2 типа морских драг для добычи золота на мелководном шельфе Нома (Аляска). Такие драги могут найти применение для разработки малоглубинных шельфовых россыпей золота в дальневосточных и арктических российских акваториях.

Рис. 1. Погружная ручная драга.png

Рис. 1. Погружная ручная драга землесосного типа (слева) и экскаваторная драга

В 1968 г. при бурении скважин колонковыми станками со льда Восточно-Сибирского моря в районе мыса Биллингса в 70 м от берега была найдена переотложенная россыпь касситерита с весовыми содержаниями золота. В этом же году в Валькаркайской низменности при прослеживании аллювиальной россыпи р. Рывеем станками ударно-механического бурения была найдена россыпь золота мощностью 1,2–2,8 м с устойчивыми промышленными содержаниями, имеющая морское происхождение и расположенная вдоль береговой линии. Россыпь предположительно имеет длину несколько километров и, по оценке В.Л. Сухо рослова и др., сопоставима по запасам с наиболее значимыми аллювиальными россыпями Чукотки (www.zolotodb.ru/article/10891).

Новая информация о геологии дна акватории, полученная ВНИИОкеангеология в последние годы, вместе с американскими данными позволяет конкретизировать эту оценку [8]. Анализ геологического строения Чукотки и других приморских регионов России, показывает, что пересечение золото- и оловоносных зон с береговой линией (как бы «погружение» металлоносных зон в море), сочетание трансгрессий и регрессий в истории развития региона, наличие кор выветривания, в которых при длительном химическом выветривании мощных минерализованных зон накапливались довольно высокие концентрации золота и олова, благоприятны для образования прибрежно-морских россыпей. Перспективно в этом отношении — почти все побережье Центральной и Восточной Чукотки, в первую очередь Чаунская, Валькаркайская и Амгуэмская низменности, районы мыса Биллингса и Кибера, острова Врангеля [8]. Не менее перспективны шельф Кулара, острова Большевик и Таймыра.Отметим, что на подводной добыче полезных ископаемых могут быть достигнуты высокие технико-экономические показатели: здесь, как правило, не требуется вскрышных работ, строительства подъездных путей, отвалов, хвостохранилищ, резко сокращаются подготовительные работы. Таким образом, месторождения щельфа осваиваются гораздо бы стрее, чем на суше, при значительно меньших удельных капиталовложениях (www.zolotodb.ru/article/10891)
Главное — возможность резкого расширения сырьевой базы Чукотки по россыпному золоту.

Глубинные месторождения

Эти месторождения включают Fe-Mn конкреции (ЖМК), Co-Mn корки (КМК), глубоководные полиметаллические сульфиды (ГПС), рудоносные илы и рассолы, и др [1, 3]. К промышленно-значимым видам минерального сырья в первую очередь относятся оксидные ЖМК и КМК. На рисунке 2 представлены фотографии ЖМК, КМК и ГПС.

Рис. 2. ЖМК, КМК и ГПС глубинных месторождений.png

Рис. 2. ЖМК, КМК и ГПС глубинных месторождений

ЖМК представляют собой округлые конкреции, залегающие в основном на поверхности дна в абиссальных котловинах, на глубинах от 4200–5500 м, будучи наполовину или 2/3 погруженными в донные осадки. Диаметр стяжений от 2 до 12 см. 

КМК залегают на скальных выступах базальтов, известняков, кремнистых образований и агломератов на склонах и вершинах подводных гор или гайотов на глубинах от 500 до 3,5 тыс. м. Мощность корок от 2 до 23 см.

Общий объем ЖМК и КМК в Мировом океане оценивается в 106 млрд т [1]. ЖМК и КМК формировались при участии огромной водной толщи океана. ЖМК и КМК океана представляют собой уникальную комплексную руду с содержаниями Mn (25–30 %), Ni (1,1–1,5 %), Cu (1,0–1,2 %), Co (от 0,5–0,6 до 1 %), при стабильных концентрациях попутных полезных компонентов: Mo (0,05–0,06 %) и РЗЭ (0,8–1,5 кг/т). ЖМК и КМК по Mn, Ni, Co, Mo, Ce превосходит прогнозные ресурсы континентов. Зона между трансформными разломами Кларион и Клиппертон, находящаяся в восточной части Тихого океана — наиболее изученная область ЖМК, представляющая коммерческий интерес. По оценочным данным морских геологов, на территории около 5 млн км2 и на глубине 2–3 км в ожидании извлечения находится около 30 млрд т конкреций. В них содержатся ошеломляющие запасы таких ценных металлов, как Co (78 млн т), Cu (290 млн т) и Ni (340 млн т) [1, 3] (рис. 3). 

Рис. 3. Запасы глубоководных твердых.png

Рис. 3. Запасы глубоководных твердых полезных ископаемых в зоне Тихого океана Кларион-Клиппертон (Источник: «Минеральные ресурсы России», № 1, 2018 г.)

В 2015 г. ученые ДВГИ РАН исследовали обазцы КМК, которые были драгированы в 1991 г. на глубине 1650 м со склонов подводной горы (гайота) Детройт (северное замыкание Императорского хребта, Тихий океан), во время рейса НИС «Академик Александр Виноградов» [6]. Сканирующая электронная микроскопия позволила обнаружить скопление пластинок самородного золота размерами от 30 до 680 мкм. Что стало первой находкой видимого (более 100 мкм) золота в КМК Мирового океана. Детальное исследование КМК подводной горы Детройт и сравнение с данными строения керна скв. 883 ODP позволили определить низкотемпературно-гидротермальную природу пластинок самородного золота, сформировавшихся в позднемиоценовую эпоху вулканотектонической активизации, c их последующим переотложением в микрозападинах поверхности КМК. Весьма перспективны на открытие такой золотоносности КМК и другие гайоты Северо-Западного сегмента Тихого океана.

Также в 2015 г. в Южной Корее успешно завершились испытания робота MineRo, разработанного для глубоководной добычи полезных ископаемых. В ходе испытаний на маневренность, неподалеку от юго-восточного побережья страны, робот погрузился на глубину около 1,3 км. Как сообщают информационные агентства, в ближайшее время РК планирует завершить разработку технологий коммерческой добычи ЖМК со дна моря. Эта технология будет также включать способы извлечения из ЖМК стратегически важных металлов. На участке РК, расположенном в зоне Кларион-Клиппертон, установлены 560 млн т ЖМК, на сумму 370 млрд долл.

ГПС приурочены к зонам вулкано-тектонической активности, распространены в осевых рифтовых структурах срединно-океанических хребтов, в задуговых и междуговых рифтах островных дуг. Образуют пологие залежи и крутопадающие рудные тела, на поверхности нередко представлены вулканическими постройками причудливой формы — белыми и черными курильщиками. Глубина залегания от 850 до 4,2 тыс. м.

ГПС эндогенного (мантийно-корового) происхождения формируются на поверхности дна во взаимодействии с водной толщей океана. Форми рование сульфидов связано с заключительными фазами океанского магматизма в зонах спрединга, по мнению некоторых исследователей [1], с внедрением вдоль осевых рифтовых зон срединно-океанических хребтов пикритовых разновидностей толеитовых базальтов. ГПС известны также в задуговых и междуговых зонах. Когда перегретая вода контактирует с очень холодной морской водой, минералы осаждаются, образуя столбы. Некоторые столбы могут достигать высоты 60 м. Например, столб «Годзилла» на дне Тихого океана около Орегона достигал высоты 40 м, прежде чем упал. 

Эти курильщики выглядят как чёрные дымящиеся трубы (рис. 4), выделяющие облака чёрной гари. Обычно это частицы с высоким содержанием серосодержащих минералов или сульфидов. Чёрные курильщики формируются на полях в 100 м шириной. Вода богата растворенными материалами, содержащимися в земной коре. При контакте с холодной водой эти минералы образуют чёрные столбы, которые могут стать крупными месторождениями сульфидной руды. 

Рис. 4. Черный курильщик.png

Рис. 4. Черный курильщик

Сульфиды — второй по важности тип полезных ископаемых Мирового океана [1]. Доминирующий состав сульфидных руд — Cu-Zn, в качестве попутных — Ag и Au. В составе ГПС присутствуют Cu (5–10 %), Zn (10–20 %), Pb (2–5 %); попутные Au (5–10 г/т и выше), Ag (сотни граммов на тонну до 10-11 кг/т); редкие и рассеянные элементы: Cd, Sb, Ge, Se, Te, In, Bi и др.

Чёрные курильщики впервые были обнаружены в 1979 г. на Восточно-Тихоокеанском поднятии учёными из Института океанографии Скриппса. Их обнаружили с использованием глубоководного транспортного средства ALVIN. Самый северный кластер из пяти чёрных курильщиков под названием «Локи Касл» был обнаружен в 2008 г. учеными из университета Бергена на Срединно-Атлантическом хребте между Гренландией и Норвегией. Этот кластер находится в более устойчивой зоне земной коры, где поля гидротермальных расщелин встречаются реже. Самые глубокие в мире чёрные курильщики расположены в жёлобе Каймана (www.studfile.net/preview/6872670/page:2/)

Относительно недавно (2015 г.) South China Morning Post сообщила об открытии крупного месторождения золота к востоку от побережья Китая на дне Желтого моря, запасы оцениваются в 470 т. Запасы золота во всем экономическом районе оцениваются минимум в 1,5 тыс. т. В то же время добыча с нового месторождения и его окрестностей будет чрезвычайно сложной, так как оно расположено на глубине 2 тыс. км (www.dashing10th.livejournal.com/196035.html). 

Эти открытия, как уже упоминалось выше, привели к возникновению новой золотой лихорадки. Страны, компании и предприниматели вступили в гонку за права на такие сульфидные участки, цепочками протянувшихся вдоль срединных хребтов дна Мирового океана. Индустриальные державы — США, Китай, Япония, Южная Корея и Россия — оказывают государственную поддержку своим компаниям, ведущим поиски ГПС в Атлантическом, Индийском и Тихом океанах.

К настоящему времени наиболее известен один добычной проект — Solwara-1 в Папуа-Новой Гвинее, владелец которого — канадская компания Nautilus Minerals с российским участием. В числе акционеров компании — «Металлоинвест» (21 %). Ресурсы Solwara-1 включают 870 тыс. т руды при среднем содержании 6,8 % Cu, 4,8 г/т Au и 23 г/т Ag, 0,4 % Zn. Предполагаемые ресурсы составляют 1,3 млн т руды с содержанием 7,5 % Cu, 7,2 г/т Au и 37 г/т Ag, 0,8 % Zn. Площадь проекта — 15 тыс. км2 (глубина — 1,6 км). Ежегодно планируется добывать 1,2–1,8 млн т руды (www.inosmi.ru/world/20120715/194959414.html). 

Nautilus Minerals имела большой опыт по морской разведке полезных ископаемых. Совместно с французской компанией Technip, канадцы разработали технологию глубоководной добычи, основанную на использовании больших гусеничных погружных роботов, которые могли перемещаться по морскому дну с помощью гусениц (рис. 5). Предполагалось, что роботы длиной от 4,2 до 6 м и высотой от 14,2 до 16,5 м будут дробить и измельчать ГПС и по специальной трубе передавать сульфидный концентрат на судно-сборщик. Добычей займутся два «трактороподобных» экскаватора-погрузчика (рис. 5). Один из них приступит к бурению, используя вращающиеся в противоположных направлениях головки шириной 4 м, покрытые режущими кромками из карбида вольфрама. Другой добавит грубой силы, дробя каменные перегородки. Насосы перекачают рудную породу в кучу на дне океана, откуда её заберет третий робот, задача которого — закачать груз на борт материнского судна. На поверхности руду отделят от воды, переправят на другое судно и отвезут на обработку в Китай. Из месторождения Solwara планировалось извлечь 2,5 млн т руды, содержащих металлы на общую сумму в 1,5 млрд долл. После отработки участка Solwara-1 компания должна была освоить 18 месторождений Новогвинейского моря, а затем еще 19 открытых компанией месторождений неподалеку от берега Полине зийского архипелага Тонга  (www.inosmi.ru/world/20120715/194959414.html).

Рис. 5. Возможные подводные.png

Рис. 5. Возможные подводные добывающие системы компании Nautilus Minerals 

Проект Solwara-1 (который мог стать первым подводным рудником) был наполовину построен. Однако старт добычи переносился из года в год из-за разногласия с правительством Папуа-Новой Гвинеи по вопросам владения бизнесом и финансирования, которые заморозили проект и привели к банкротству компании в конце 2019 г. 

В последние годы защитники окружающей среды выражают растущую обеспокоенность, заявляя, что риски добычи полезных ископаемых на морском дне слишком слабо изучены. Добывающая отрасль отвечает на это новыми исследованиями, успокаивающими заверениями и оптимистичными конференциями. Так в плане экологии компания Nautilus планировала создать «безопасную зону», которая в дальнейшем будет использоваться для восполнения местной фауны. 

Рудоносные илы и рассолы

Рудоносные илы и рассолы во впадинах осевого рифта Красного моря генетически близки к ГПС. Они образуют стратиформные залежи, насыщенные оксидными, силикатными, карбонатными, сульфатными и сульфидными минералами. Рудоносные илы и рассолы, по-видимому, — производные растворения эвапоритовых толщ и выщелачивания гидротермальными растворами металлов осадочных отложений фундамента [2]. 

Два арабских государства Судан и Саудовская Аравия продолжают грезить о подводной добычи золота, меди, серебра и других минералов на дне Красного Моря. Один из самых известных проектов — подводный золотомедный рудник «Atlantis II» (рис. 6), работы по реализации которого уже ведутся при участии канадской компании Diamond Fields International, получившей лицензию на разведку морского дна в 2010 г. На данный момент компания проводит изучение безопасности работы и прибыльности месторождения. Согласно данным предыдущих исследований, подводные месторождения могут принести «Diamond Fields International» минералов на сумму более 8 млрд долл. (www.diamondfields.com).

Рис. 6. Географическое положение.png

Рис. 6. Географическое положение проекта Atlantis II

Atlantis II расположен в пределах экономических зон Саудовской Аравии и Судана (рис. 6). Месторождение было открыто в 1963 г. и оценено компанией Preussag. Хотя были определены инферед ресурсы в 90 млн т и проведены успешные пилотные горно-металлургические испытания, проект был приостановлен в 1984 г.

Atlantis II представлен гидротермально-осадочными залежами которые отложились во внутреннем бассейне осевого разлома, где началось формирование морского дна 5 млн лет назад. Рыхлые минерализованные осадки лежат на базальтах морского дна. 
Они выпали из гидротермальных рассолов, поступавших из зон разломов. Двадцать пять метров богатых металлами отложений скопились на площади 57 км2 на глубинах 2,2 тыс. м.

В связи с техническими трудностями, возникшими в рыхлых отложениях и обогащенной рассолом морской воде, скважины не смогли пересечь полный интервал металлоносных отложений. Таким образом, месторождение неоконтурено на глубине, боковая протяженность залежи также не полностью ограничена. Повышенные содержания отмечены и в юго-восточной части бассейна. 

С 2008 г. интерес к проекту возобновился. В 2010 г. саудовско-канадский консорциум получил лицензию на добычу на 30 лет. И вновь этот район был исследован в сотрудничестве 
с немецкими геологами. В целом, по последним оценкам, бассейн Atlantis II содержит металоносные осадки с сухим весом около 89,5 млн т, что является очень большим количеством по сравнению с другими массивными сульфидными залежами на морском дне. Однако содержание металлов в донных отложениях ниже, чем, например, в массивных сульфидах моря Бисмарка. По современным оценкам, в осадках бассейна Atlantis II содержится 3 млн т Zn, 740 тыс. т Cu, 6,5 тыс. т Ag и 46 т Au. Однако для Судана или Саудовской Аравии добыча может стать интересной в будущем, если цены на металл снова вырастут. Одна из проблем заключается в том, что теплая соленая вода очень агрессивна к любому горному оборудованию  (www.diamondfields.com).

Глубоководные полезные ископаемые — ЖМК, ГПС, КМК — распространены как в особых экономических зонах государств, так и в Международном районе морского дна. «Международный район морского дна охватывает чуть более 50 % всего морского дна на земле. Международный орган по морскому дну — это организация, созданная 20 лет назад в рамках Конвенции ООН по морскому праву. Мы регулируем и контролируем разведку и разработку минеральных ресурсов морского дна за пределами зон национальной юрисдикции. А еще мы обязаны следить за тем, чтобы и развивающиеся страны получали свою долю от общемировых богатств морского дна» — Майкл Лодж (Michael Lodge), генеральный директор МОМД, 2012 г. [3]).

Россия — активный разработчик Конвенции по морскому праву и участник освоения океанских ресурсов, ведет систематические геологоразведочные работы (ГРР) на ЖМК с 1976 г., на ГПС с 1985 г., на КМК с 1986–1987 гг. С 1988 г. — обладатель международного сертификата на участок ЖМК в поле Кларион-Клиппертон (Тихий океан), а с 1992 г. имеет совместно со странами Восточной Европы долевое участие в правах на участок ЖМК СО «Интерокеанметалл» в том же регионе. В 2011 г. Россия заявила участок ГПС в Северной приэкваториальной зоне Срединно-Атлантического хребта (12°49°– 20°54° с.ш., рис.7), в 2012 г. заключила с МОМД контракт на его разведку сроком на 15 лет. 

Рис. 7. Выявленные рудные.png

Рис. 7. Выявленные рудные провинции ЖМК, КМК, проявления ГПС и российские контрактные участки в мировом океане [3]

Российская площадь ЖМК находит-ся в центре зоны Кларион-Клиппертон, в абиссальной части Северо-Восточной котловины Тихого океана, базовая глубина 4,8 тыс. м (рис. 7). Расстояние до п. Находки — 10,5 тыс. км, до Петропавловска-Камчатского — 8,5 тыс. км. Рельеф дна всхолмленный, высота холмов 100–200 м. Размер ЖМК в диаметре от 2 до 
10–15 см. Средняя весовая плотность залегания 14 кг/м2. Состав ЖМК: Mn — 30,16 %; Ni — 1,41 %; Cu — 1,13 %; Co — 0,23 %; Mo — 0,04–0,05 %. Ресурсы — 580 млн т. 

Прогнозные ресурсы категории Р2 и Р1: Mn — 120,5 млн т; Ni — 5,68 млн т; Cu — 4,54 млн т; Сo — 1,33 млн т [1]. Показатели участка СО «Интерокеанметалл» принципиально не отличаются от приведенных выше. Они увеличивают ресурсный потенциал на 20 %. 

Российский участок КМК располагается в Магеллановых горах (Тихий океан, рис. 7), расстояние до п. Находка — 3,6 тыс. км, до Петропавловска-Камчатского — 4,45 тыс. км, глубина — 1,4–3,5 тыс. м. Залежи КМК сосредоточены на отдельных гайотах, по периметру плоской вершинной поверхности. Средняя весовая плотность залегания — 70–80 кг/м2 при толщине корок 6–8 см. Состав КМК: Mn — 20–22 %; Co — 0,55–0,60 %; Ni — 0,43–0,47 %; Mo — 0,04–0,05 %. Ресурсы — 350 млн т, ресурсы металлов: Mn — 70 млн т; Co — 1,87 млн т; Ni — 
1,46 млн т; Mo — 0,15 млн т [1]. Ресурсы изученных участков составляют 777 тыс. т кобальта и 30 млн т марганца. Это в 2 раза меньше ресурсов экономической зоны Японии и в 40 раз меньше ресурсов КМК в экономической зоне США [3].

Российский район ГПС располагается в осевой рифтовой зоне Срединно-Атлантического хребта (рис. 7). Расстояние до Санкт-Петербурга — 8 тыс. км, до Геленджика — 8,6 тыс. км, до ближайших портов захода Бриджтаун (о-в Барбадос) — 1,6 тыс. км, Лас-Пальмас (Гран Канария, Испания) — 3150 км. В заявочную площадь общим размером 10 тыс. км2 вошли 7 рудных объектов (табл. 1), дополненные уже после утверждения российской заявки тремя новыми открытыми скоплениями ГПС (рудные поля Ириновское, Юбилейное и Сюрприз).

Наименование объекта ГПС (геохимическая специализация) Состав рудной массы Ресурсы, млн т
Cu, % Zn, % Pb, % Au, г/т Ag, г/т
Пью-де-Фолль (Cu-Zn) 7,42 2,51 0,04 0,5 36 11,89
Зенит-Виктория (Cu-колчеданный) 1,86 0,63 0,02 0,2 17,7 15,18
Петербургское (Cu-колчеданный) 7,73 0,16 0,48 16,1 2,9
Краснов (колчеданный) 0,37 0,36 0,18 0,5 8,3 12,79
Логачев (Cu-Zn, атакамит) 32,71 3,85 17,6 46,7 1,87
Семенов (Cu-колчеданный) 2,64 0,12 0,03 0,8 13,4 38,97
Ашадзе (Cu-колчеданный) 12,43 1,15 5,4 15,7 5,23
Итого           88,83
Табл. 1. Состав и прогнозные ресурсы ГПС (САХ)

Прогноз производства и потребления металлов из океанских недр

ЖМК российского шельфа

Новый нетрадиционный и вполне доступный источник марганца — залежи шельфовых железомарганцевых конкреций (ШЖМК), которые с минимальными затратами могут быть уже сейчас вовлечены в процессы добычи и переработки для получения ферромарганца [4]. 

С 1999 г. в восточной части Финского залива ООО «Петротранс» разведал 11 залежей ШЖМК, суммарные запасы по которым составляют 12 млн т. Немаловажное обстоятельство — способность залежей ШЖМК при их извлечении к быстрой (20–80 лет) регенерации.

Таким образом, на месторождениях Финского залива возможно получение в год до 70–100 тыс. т марганцевого концентрата, что позволит практически удовлетворить существующую потреб-ность в марганцевых сплавах и металлическом марганце в СЗФО. 

В арктических морях России площади скоплений ШЖМК огромны [4]. Для юго-запада Карского моря только на двух участках размером 16,4 и 6,9 тыс. км2 прогнозные ресурсы оценены в 24,6 и 10,3 млн т соответственно при средней плотности залегания 1,5 кг/м2. Более 20 перспективных участков известны в морях Белом, Баренцевом, Лаптевых, Восточно-Сибирском и Чукотском. Учитывая значительный потенциал МСБ ШЖМК в арктических морях России, нами предложен следующий сценарий развития добычи феромарганца до 2060 г. (табл. 2). 

МСР Производство / потребление
2011 г. 2030 г. (20) 2040 г. (30) 2060 г. (50)
Fe-Mn, тыс. т 0 50 / 70 70 / 70 100 / 100
Табл. 2. Прогноз производства и потребления ферромарганца из ШЖМК в СЗФО 

ЖМК впадин тихого океана

Главным богатством глубоководного ложа океана являются железомарганцевые конкреции, содержащие до 30 разных металлов. Наибольший объем железомарганцевые конкреции занимают в Тихом океане (16 млн км2). 

Первостепенная проблема — рентабельность океанского предприятия в целом. Еще в конце 70-х годов было подсчитано, что капитальные затраты на создание производственного комплекса по добыче и переработке 3 млн т конкреций в год составят 1,5–2 млрд долл. При этом доходы на вложенный капитал — 8,5–9,5 %, а чистая прибыль после вычета налогов — лишь 3–4,5 %.

Наиболее крупные скопления ЖМК сосредоточены в зоне Кларион-Клиппертон в приэкваториальной части Тихого океана. России в числе первых в мире удалось в 1987 г. закрепить 
за собой участок дна площадью около 75 тыс. км2 в этом районе, а в 2001 г. получить лицензию на проведение здесь геологоразведочных работ и разработку морских залежей сроком на 15 лет. Прогнозные ресурсы ЖМК на исследуемой площади оцениваются в 703 млн т. В них содержится 142 млн т марганца, 6,7 млн т никеля, 5,6 млн т кобальта [5].

В приэкваториальной части Тихого океана в пределах международного сектора морского дна для изучения и освоения скоплений кобальтомарганцевых корок России выделен район,  включающий часть Магеллановых гор, поднятия Маркус-Уэйк и Уэйк-Нек-кер, а также северную часть подводного продолжения Маршалловых островов и островов Лайн. Прогнозные ресурсы сухой руды здесь оценены в 1,84 млрд т. Она содержит порядка 380 млн т марганца и 10 млн т кобальта. 

Вторым по ценности металлом, после марганца, в ЖМК является Ni (23 % суммарной стоимости металлов в 1 т руды), который вместе с Cu и Co образует комплекс, адекватный извлекаемому из медно-никелевых руд Норильского района. Добыча «океанического» никеля при полномасштабном освоении месторождений ЖМК может ежегодно превосходить 40 тыс. т металла, что приблизительно соответствует объему его внутреннего потребления, и составить около 20 % общего производства этого металла в стране [5]. Cu в океане содержится в ЖМК и ГПС. Концентрации Cu в ЖМК поля Кларион-Клиппертон очень стабильны и обычно в рудах немного превосходят 1 % [5].

С позиции высоких и устойчивых концентраций Co в океанических железо-марганцевых рудах и его сравнительных ресурсных оценок с сушей (табл. 3) этот металл является ключевым. Производство Co в случае освоения месторождений ЖМК и КМК может превзойти континентальные объемы. По приблизительным подсчетам при полномасштабной эксплуатации одного месторождения ЖМК (3 млн т руды) и одного месторождения КМК (1 млн т руды) ежегодно возможно извлечение до 10 тыс. т металла, при том что мировая добыча составляет 109 тыс. т. Запустив в разработку только один проект Россия полностью обеспечит свою промышленность этим металлом. 

Элементы Мировые ресурсы, т Мировое производство, т
На континентах В океане На континентах В океане
Конкреции Корки Конкреции Корки
Mn 8·109 6·109 2,5·106 15·106 0,75·106 0,25·106
Ni 100·106 290·106 40·106 700·103 36·103 5·103
Cu 600·106 7·106 7·106 14·106 30·103 0,7·103
Co 3·106 60·106 80·106 50·103 7,2·103 8·103
Табл. 3. Сравнительные показатели ресурсов и добычи металлов при потенциальной разработке ЖМК (3 млн т/год) и корок (1 млн т/год )

Таким образом, принимая во внимание приведенные выше данные, мы полагаем, что для РФ развитие добычи ЖМК в Тихом океане, возможно, станет актуальным в течение 50-летнего прогнозируемого срока (табл. 4). Как видно из таблицы, производство океанского марганца вполне может ликвидировать импортную зависимость России по этому металлу.

МСР (тыс. т) Производство
2030 г. (20) 2040 г. (30) 2060 г. (50)
Mn 600 900 1200
Со 10 15 20
Ni 40 60 80
Cu 30 40 60
Табл. 4. Прогноз производства и потребления МСР ЖМК в Тихом океане

ГПС

По масштабу месторождение ГПС с ресурсами в 12–15 млн т рудной массы, согласно принятым градациям, можно отнести к крупным; по содержанию меди — к очень богатым; по степени окисления — к смешанным; по числу попутных элементов — к комплексным [1].

Таким образом, опираясь на приведенный выше материал (табл. 1), мы полагаем, что для РФ будет иметь важное геополитическое и инновационное значение развитие добычи сульфидных руд из месторождений ГПС на принадлежащих ей лицензионных площадях в центральной части Атлантического океана (табл. 1 и 5). В качестве аналога нами принят проект канадской компании Nautilus Minerals. Как видно из таблицы, производство полиметаллов из ГПС соответствует достаточно крупному по масштабу руднику. 

МСР Производство
2040 г. (30) 2060 г. (50)
Cu, тыс. т 150 300
Zn, тыс. т 5 100
Au, т 20 24
Ag, т 90 200
Табл. 5. Прогноз производства и потребления металлов из ГПС на российских лицензионных площадях

Заключение

По геополитическим и инновационным причинам в конце второй половины этого века РФ будет вынуждена начать разработку минерально-сырьевых ресурсов, выявленных на закрепленных за ней площадях дна мирового океана. Возможно, через 15–20 лет экономическая эффективность промышленного освоения океанских месторождений ЖМК существенно улучшится, в связи со значительным ростом цен легированных сталей и сплавов на базе ферромарганца. Вместе с тем освоение минеральных ресурсов Мирового океана имеет для России исключительно важное значение. Это не только один из альтернативных путей обеспечения устойчивого развития экономики, но и укрепления национальной безопасности страны.  

Работа выполнена при финансовой поддержке проекта Минобрнауки РФ № 13.1902.21.0018 г. по теме: «Фундаментальные проблемы развития минерально-сырьевой базы высокотехнологичной промышленности и энергетики России».

книга.png1. Андреев С.И., Черкашев Г.А. Минеральные ресурсы глубоководных районов Мирового океана: состояние проблемы изучения и освоения // Минеральные ресурсы России. 2018. №1. С. 10–15.
2. Бутузова Г.Ю. Гидротермально-осадочное рудообразование в рифтовой зоне Красного моря. М.: Геос, 1998. 312 с.
3. Геология будущего — освоение ресурсов мирового океана. М.: Росгеология. 2019. 98 с.
4. Иванова А.М., Смирнов А.Н., Рогов В.С., Мотов А.П., Никольская Н.С., Пальшин К.В.
Шельфовые железомарганцевые конкреции — новый вид минерального сырья // Минеральные ресурсы России. 2006. №6. С. 14–18.
5. Игревская Л.В. О проблеме альтернативных источников рудного минерального сырья (на примере океанических месторождений) // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. № 4. С. 212–220.
6. Михайлик П.Е., Ханчук А.И., Михайлик Е.В., Баринов Н.Н., Зарубина Н.В. Самородное золото в железомар-ганцевых корках гайота Детройт (Императорский хребет, Тихий океан) // Вестник ДВО РАН. 2014. № 4. С. 13–24.
7. Меро Дж. Минеральные богатства океана. М.: Прогресс, 1969. 440 с.
8. Флеров И.Б., Дундо О.П., Гусев Е.А., Сухорослов В.Л. Геологические предпосылки богатых россыпей золота на шельфе Чукотского моря // Руды и металлы. 2011. № 3–4. С. 165–166.
9. Global EV Outlook 2019. Paris: IEA, 2019. 160 с.

Опубликовано в журнале "Золото и технологии" № 3/сентябрь 2020 г.

Правовое регулирование вывоза аффинированного драгоценного металла или сырья, содержащего драгоценные металлы, из Таможенного союза ЕврАзЭС
Шестисоткратное увеличение платежей за размещение недропользователями отходов добычи с 1 января 2020 года
Последние изменения в российском законодательстве о пользовании недрами
Особенности приобретения права пользования недрами
^ Наверх