Скандиеносные угли Шаимского нефтегазоносного района Западно-Сибирского бассейна

Abstract

Актуальность обусловлена необходимостью выявления новых источников промышленного получения стратегических, критически важных для современных технологий металлов. Цель. Исследование геолого геохимических условий формирования аномальных концентрации скандия в углях западной части Западно Сибирского бассейна. Методы. Комплекс современных аналитических методов, в том числе ICP MS, ИНАА, сканирую щая электронная микроскопия; методы математической статистики; геолого-геохимический анализ условий мигра ции и концентрирования элементов. Результаты и выводы. В западной части Западно-Сибирского бассейна в преде лах Шаимского нефтегазоносного района выявлены аномально скандиеносные угли, не имеющие аналогов в мировой практике. Максимальные содержания Sc в угле достигают 83,6 г/т, а в золе угля - 0,4 %. В перспективе это новый про мышленно-генетический тип месторождений скандия. Наряду со Sc золы углей аномально обогащены группой сиде рофильных и литофильных металлов, в том числе Zr, Ge, Nb, Y и иттриевыми лантаноидами. Формы нахождения скан дия в углях и характер его распределения в угольных пластах свидетельствуют о гидрогенном механизме формирова ния аномалий. Проведенные исследования показали, что формирование аномально скандиеносных углей связано со спецификой состава пород фундамента этой части Западно-Сибирского бассейна, характеризующегося значительной долей пород базит-гипербазитового состава, и с развитием по ним кор выветривания, обусловивших формирование углевмещающих пород, изначально обогащенных скандием. В процессе диагенеза и раннего катагенеза в угленосных толщах формировались содовые воды, благоприятствовавшие переходу Sc терригенных отложений и, частично, погребенных кор выветривания в раствор и перераспределение его в угольные пласты с формированием в углях уникально высоких его концентраций. Ориентируясь на размеры исследованной площади, мощности скандиеносных пластов и среднее содержание в них металла, можно оценить прогнозные ресурсы Sc в 250 тыс. т

Relevance. The need to identify new sources of industrial production of strategic metals that are critical for mo dern technologies. Aim. To study the geological and geochemical conditions that led to the formation of anomalous scandium concentrations in the coals of the western part of the West Siberian Basin. Methods. A range of modern analytical methods, including ICP-MS, INAA and scanning electron microscopy; statistical methods; geological and geochemical analysis of the migration and concentration of elements. Results and conclusions. In the western part of the West Siberian Basin, within the Shaim oil- and gas-bearing region, the authors have discovered the coals containing anomalous amounts of scandium, with no analogues in world practice. The maximum Sc content in coal is 83.6 ppm and in coal ash is 0.4%. In the future, this is a new industrial and genetic type of scandium deposits. Alongside Sc, coal ashes are also anomalously enriched in a group of sidero philic and lithophilic metals, including Zr, Ge, Nb, Y, and yttrium lanthanides. The forms of scandium occurrence in coal and the character of its distribution in coal seams point to a hydrogenic mechanism of anomaly formation. Studies shown that uniquely scandium-bearing coals are formed in areas with specific basement rock compositions, characterized by a signifi cant proportion of basite-hyperbasite rocks. Weathering of these rocks leads to the formation of coal-bearing rocks enriched in scandium. During diagenesis and early catagenesis, soda water were formed in coal-bearing strata, favouring the transfer of scandium from terrigenous sediments and buried weathering crusts into solution, as well as its redistribution into coal seams, resulting in uniquely high scandium concentrations in coal. Based on the size of the studied area, the thickness of scandium-bearing strata, and the average metal content within them, the inferred resources of scandium can be estimated at 250 thousand tons