В последнее десятилетие группами экспертов в области недропользования обозначается проблема исчерпания лимита легко открываемых с поверхности рудных месторождений [1, 2]. Для наращивания минерально-сырьевой базы металлических полезных ископаемых в будущем намечаются четыре направления работ, три из которых связаны с развитием технологий:
1) вторичное использование минеральных ресурсов;
2) исследование морского дна и полярных регионов;
3) поиск и извлечение глубоко залегающих минеральных ресурсов.
Первостепенной задачей ставится исследовательская деятельность, позволяющая выявлять перспективные территории по геологических признакам. Решение данной задачи предполагается через определение природных механизмов миграции и концентрации металлов в земной коре. Немного перефразируя известную мудрость, «если хочешь найти месторождение, нужно думать, как месторождение», т.е. знать, как оно образуется и как может выглядеть. Это невозможно сделать без активного привлечения современных знаний и аналитических возможностей.
Наш опыт взаимодействия с недропользователями и их результаты поисковых работ последних 30 лет показывают, что в практике работы отечественных горнорудных компаний научно обоснованные критерии прогноза и оценки стали применяться крайне редко. Поисковые работы зачастую сводятся просто к исхаживанию или разбуриванию участков с известными прямыми признаками. Инвесторов зачастую интересуют только количественные характеристики месторождений, от которых, как кажется им на первый взгляд, напрямую зависят капитальные вложения, время окупаемости и прибыли.
Однако экономическая оценка месторождения невозможна без правильной идентификации его промышленного типа, а существующие классификации базируются в первую очередь на информации о строении руд, их минеральном и химическом составе (см.рис.).
Таблица 2 «Методических рекомендаций по применению Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Медь», Москва, 2007
Сталкиваясь в конечном счете с этой задачей, геологическими отделами компаний все же формируются запросы на минералогические и, реже, петрографические исследования, но большинство этих запросов формируется накануне сдачи отчетов либо после их возврата на доработку, что существенно влияет на качество и представительность материала, передающегося на исследования. В последнее время крупные компании стали формировать запросы на исследовательскую работу в виде тендеров, что само по себе относительно этого вида работы некорректно.
Те́ндер (англ. tender — заявка на подряд, поданная на конкурсной основе) — англоязычный термин, обозначающий конкурентную форму отбора предложений на оплачиваемую поставку товаров, оказание услуг или выполнение работ по заранее объявленным в документации условиям, в оговоренные сроки, на принципах состязательности, справедливости и эффективности. Тендер представляет собою теоретически понятное и прозрачное мероприятие, состоящее из трех шагов и позволяющее в конкурентной форме выбрать поставщиков товаров и услуг на условиях Заказчика. Но на практике зачастую даже при покупке канцелярских товаров Заказчик получает отнюдь не то, что хотел изначально. В ситуации приобретения какой-либо сложной техники и оборудования, а тем более экспертных услуг вероятность того, что первоначальный запрос Заказчика не будет удовлетворен, возрастает кратно.
Исходя из самой формулировки термина «тендер», научные исследования и экспертные услуги его смыслу не соответствуют и соответствовать не могут. Опыт, навыки и знания исследователя и эксперта зависят от индивидуальных обстоятельств и не могут быть формализованы и унифицированы, а значит, не могут быть выставлены на конкурс. Количество и даже качество изготовленных и даже просмотренных аншлифов и шлифов также никак не определяют результат и тем более не могут являться гарантом его достижения.
Исследовательская деятельность в каждом конкретном случае протекает и формируется индивидуально, исходя из получаемых на каждом предыдущем шаге исследования результатов. То есть, по сути, данные, получаемые при минералого-петрологических исследованиях, являются непараметрическими, и их результаты заранее прогнозировать невозможно. Аналогией является медицина, где трудно себе представить ситуацию, при которой пациент, страдающий от недуга, приходит к врачу с Техническим заданием, в котором заранее расписаны его требования к объемам и видам диагностических исследований, лечебных процедур, их стоимости и результатам. И тем более мало кто из пациентов выбирает врача исходя, прежде всего, из минимальной цены за его услуги.
Относительно минералогических и петрографических исследований в настоящее время явственно определялся тренд на их изживание из повседневной практики ГРР как частными горнорудными компаниями, так и окологосударственными предприятиями. Специалистов в этих областях ежегодно выпускается ВУЗами не более десятка, приобретение опыта и навыков требуют наставников и времени, но, к сожалению, наставников с каждым годом становится все меньше, а желающих среди выпускников ВУЗов тратить свое время на обучение тонким и сложным методам — тем более. Как пример, на всю Магаданскую область и Чукотский АО сейчас имеется двое минералогов и трое петрологов, способных выполнять исследования по заказу недропользователей.
Месторождения, как и люди, уникальны и при их изучении необходим комплексный подход для понимания индивидуальной специфики каждого. Для формирования рудного скопления, которое в результате его изучения может стать месторождением, необходимы вполне определенные геологические и физико-химические факторы. Их признаки могут быть зафиксированы лишь при внимательном изучении каждой отдельной составляющей рудообразующего процесса, а также имея знания о том, что нужно увидеть.
Петрология, включая петрохимические и изотопно-геохронологические исследования горных пород, в настоящее время позволяет определить геодинамические режимы, которые предшествовали рудообразованию, определяя условия, необходимые для него, сопровождали рудный процесс, и были пострудными по отношению к нему. Она дает возможность рассчитать температуры, давления, глубину формирования рудоносных магматических комплексов, узнать период формирования, химический состав среды рудообразования, определить порядок кристаллизации расплавов, дифференциацию рудных и прочих химических элементов в них, насыщенность их водой, необходимой для формирования рудоносных растворов. Это позволяет уже на стадии регионального выбора площадей для поисков оценить рудный потенциал территорий и сформировать набор прогнозных критериев.
Внимательный анализ геологического строения территории на основании петрологических данных может избавить недропользователя от лишней траты финансов и времени на поиски того, что природа в данном месте и в определенное время не могла сформировать в принципе. Например, в нашей практике мы сталкивались с попытками найти золотокварцевое месторождение «наталкинского» типа в структурах Олойского вулканогенного пояса островодужной природы с разведанными крупными Cu-порфировыми и Au-Ag месторождениями, а также с поисками Cu-порфировых руд в рифтогенном Омсукчанском грабене с Sn- и Ag-Pb-Zn металлогенией.
Терминология учения о рудных месторождениях для обозначения состава руд использует понятие «минеральный агрегат», то есть что-то состоящее из минералов. Те самые химические элементы, количество которых более всего интересует инвесторов, в земной коре находится в минеральной форме. В такой же форме они извлекаются из руд в концентраты. И лишь после металлургического передела минералы исчезают, отдавая свои металлы в сплавы, являющиеся конечными продуктами процесса горной добычи. Поэтому минералогия является базовой наукой для идентификации типа руд, выбора способов их оценки и переработки.
Извлекаемость полезного компонента руд зависит как непосредственно от его минеральной формы, так и парагенетически связанных с ним других минералов. По этой причине для оценки затрат на его извлечение недостаточно только количество компонента, также необходимы сведения о формах его нахождения и связях с другими компонентами руды.
Крайне важно с самого начала оценочных работ понять, какие природные типы руд есть на месторождении и как они распределены в рудном поле. Зная это, необходимо, следуя методическим рекомендациям в тесном контакте с исследователями, отобрать представительный материал для изучения и стойко принять их результаты. Лукавство в угоду инвестору на этом этапе обернется катастрофой при эксплуатации объекта (к сожалению, такие примеры встречаются все чаще). Если не пренебрегать проведением полноценного минералого-геохимического анализа руд, то уже на стадии поисковых работ можно понять технологию их переработки, от чего напрямую зависит рентабельность объекта.
В основе любой технологической схемы переработки руд лежат два процесса: измельчение и разделение. Их эффективность напрямую зависит от точного определения минералов-носителей полезных компонентов, степени равномерности их распределения, вариациях размеров и степени раскрытия/связанности с матрицей. Все эти критерии также определяют идентификацию природных и технологических типов руд, их взаимную корреляцию, без чего невозможны подсчет запасов и разработка технологического регламента ЗИФ.
Подробный минералогический анализ — это не про цвет минерала и морфологию его выделений (хотя это важная информация для разработки технологической схемы), а про минеральные парагенезисы, которые дают информацию о последовательности минералообразования, физических и химических условиях на разных стадиях и этапах. Без применения таких инструментов, как электронная и зондовая микроскопия современное исследование руд невозможно и теряет всякий смысл. И это касается не только и не столько идентификации редких, мелких или сложных минералов. В первую очередь такие исследования нужны для определения физико-химических условий в рудной системе на предмет того, насколько они были благоприятны для образования качественных руд. Самое важное, что минералогические данные в совокупности с геохимическими, петрологическими и данными о физико-химических условиях рудообразования позволяют проводить сравнительный анализ и подбирать аналоги изучаемым объектам в самом начале поисковых работ.
Таким образом, минералогические и петрологические исследования, проведенные в необходимом объеме, уже на первых стадиях геологоразведочных работ позволяют получить основную часть сведений, требующихся для принятия решения о промышленной ценности объекта и целесообразности его дальнейшего изучения или освоения. А чем раньше это обоснованное решение будет принято, тем больше финансовых и прочих ресурсов будет сэкономлено.
Литература
1. Звездов В.С. Условия формирования, критерии прогноза и поисков крупных и сверхкрупных медно-порфировых месторождений // Научно-методические основы прогноза, поисков, оценки месторождений алмазов, благородных и цветных металлов. Сборник тезисов докладов X Международной научно-практической конференции (13-16 апреля 2021 г., ФГБУ «ЦНИГРИ»). М.: ЦНИГРИ, 2021. С. 72 – 75.
2. Hammarstrom J. M., Hammarstrom J. M., Zientek M. L., Parks H. L., Dicken C. L. Assessment of undiscovered copper resources of the world, 2015 // US Geological Survey, 2019. – № 2018–5160.