Ранее сообщалось, что с 12 по 14 октября в Томском политехническом университете проходит "Геофорум-Томск", приуроченный к 125-летию горно-геологического образования в Сибири и 130-летию вуза.

Как томские ученые помогли руднику

Несколько лет назад на одном из месторождений золота производственники столкнулись с проблемой: на отдельных участках перестали фиксироваться промышленные концентрации золота. Компания, которая разрабатывает месторождение, рассматривала возможность завершения работ. Чтобы выяснить, есть ли у рудника перспективы, предприятие обратилось к ученым Томского политеха.

Как рассказала доцент отделения геологии Инженерной школы природных ресурсов ТПУ Тамара Якич, месторождение имело сложное строение, залегая в неоднородных вулканических породах, где состав руд сильно менялся с глубиной. Чтобы помочь производственникам, ученым предстояло выявить закономерности распределения золота и определить перспективные направления для дальнейших поисков.

"Буровые работы, достигшие определенного глубинного уровня, показали исчезновение золота, и дальнейшие перспективы объекта оставались неясными. Мы провели детальное изучение вещественного состава руд, реконструировали характер гидротермальных изменений и установили, что на разных участках проявляются различные типы руд, отражающие характер формирования месторождения", – рассказала Якич.

Ученые спрогнозировали продолжение рудных тел и исключили непродуктивные участки, что позволило продлить жизнь предприятию и сосредоточить работы на перспективных направлениях, избегая финансовых потерь и неоправданных затрат на бурение.

"Минеральный состав руд этого объекта менялся от участка к участку: в одних зонах золото формирует высокопробные проявления, местами ассоциирует с серебром, а в других к ним присоединяется теллур. Понимание этой закономерности и путей миграции растворов позволило не только реконструировать генезис месторождения, но и сформулировать ориентиры для недропользователей: где именно следует вести дальнейшие поиски”, – пояснила Якич.

Исследования заняли около полутора лет. В работе участвовала междисциплинарная команда: геохимики, минералоги, петрографы, специалисты по расшифровке снимков дистанционного зондирования. Все полученные результаты были интегрированы в единую геологическую модель месторождения.

"Научное сопровождение должно опережать производственные работы, ведь когда бурение уже началось, корректировать проект поздно. Поэтому исследования в пределах месторождения выполняются в сжатые сроки ", – подчеркнула собеседница агентства.

Золото, которого не видно

История подобных работ подсвечивает современные запросы недропользователей: определить, где может находиться золото, прежде чем компания потратит средства на бурение. При этом искать и добывать драгоценный металл становится сложнее, поскольку традиционные месторождения со сводным золотом в кварце постепенно истощаются и промышленность начинает осваивать комплексные и упорные руды, которые ранее считались нерентабельными.

Особый запрос представляют руды, в которых золото содержится в виде очень мелких частиц, иногда размером в несколько нанометров. Определить формы нахождения золота в таких рудах и подобрать технологию их извлечения значительно сложнее.

"Важная задача – определить скрытые рудные тела, которые невозможно увидеть по прямым поисковым признакам. Мы изучаем, в каких формах находится золото, какие растворы формировали месторождение, откуда они поступали. И одновременно разрабатываем поисковые признаки, чтобы понять, имеет ли смысл идти на глубину или объект значительно эродирован", – объяснила Якич.

Для этого геологи исследуют химический и минеральный состав пород, проводят полевые наблюдения и используют данные дистанционного зондирования. Большие массивы данных сегодня можно обрабатывать с помощью искусственного интеллекта, однако полученные результаты требуют проверки специалистом.

По словам Якич, даже месторождения одного типа в разных регионах могут сильно отличаться. Поэтому геологу необходимы знания химии и других естественных наук, а также опыт работы непосредственно на месторождениях.

"Проанализировать, обобщить, сделать вывод – все это должен уметь геолог. Мы не просто интуитивно идем на объект, а точными методами обоснованно рекомендуем участки для разведки и поиска. У нас был замечательный ученый Игорь Васильевич Кучеренко, который говорил, что геолог должен объяснить и показать "куда везти солярку", – рассказала она.

Где еще можно найти золото

Перспективы открытия новых месторождений золота в России ученый оценивает высоко. Наибольший интерес представляют малоизученные территории Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока. Среди таких районов ученый называет и Новую Землю, где известны проявления полезных ископаемых.

"Новые месторождения совершенно точно можно найти, если искать. Но для этого нужны средства, причем вкладывать их необходимо именно в комплексную поисковую работу", – отметила Якич.

Вместе с тем наличие золота еще не означает, что его добыча будет выгодной.

"Объекты есть, но чтобы их отрабатывать, тоже нужны значительные вложения. Нужно строить дороги, энергетические мощности, обогатительные фабрики. Поэтому там, где меньше всего геологическая изученность, перспективы могут быть великолепные, но возникает вопрос, насколько экономически целесообразно осваивать эти месторождения", – пояснила геолог.

В Томской области золото тоже встречается. Во время учебных практик студенты ТПУ мыли золото на берегу Томи. Однако перспективы открытия крупных промышленных месторождений драгоценного металла в регионе ученый оценивает скептически.

"Золото, конечно, может быть. Но если говорить о крупных объектах, я думаю, что мы больше потратим, чем заработаем", – считает собеседница агентства.

Гораздо больший промышленный интерес в Томской области представляют другие полезные ископаемые. В частности, Туганское месторождение ильменит-цирконовых песков. Еще один известный объект, Бакчарское железорудное месторождение, обладает значительными запасами, но извлечение железа из местных руд тоже остается сложной и не оправданной на данный момент задачей.

Скрытые запасы

Даже если месторождение содержит большие запасы золота, извлечь его из руды удается не полностью. В некоторых породах драгоценный металл находится в виде мельчайших частиц внутри других минералов или связан с органическим веществом. Такие руды называют упорными и двуупорными. Их переработка требует сложных технологий, причем часть золота все равно остается в отходах производства.

"Бывает, что запасы посчитаны, они колоссальные. Но как их добыть – это ключевой вопрос. Даже после переработки большое количество золота остается в отвалах, накапливается, перераспределяется и зачастую фиксируется в связанном состоянии с другими попутными токсичными и даже критическими металлами, а также органическим веществом в различных формах", – пояснила Якич.

По словам ученого, особый интерес представляют старые отвалы, где за годы хранения золото может перераспределяться под воздействием природных процессов. Его мельчайшие частицы способны перемещаться и образовывать более крупные скопления, что повышает ценность таких отходов для повторной переработки.

"Отвалы – это то место, где происходит естественное обогащение и накопление золота. Раньше никто не хотел идти в отвалы, потому что там много попутных, в том числе вредных, компонентов. Хотя на самом деле помимо экологических проблем, это еще и естественная природная лаборатория по концентрированию металлов", – рассказала Якич.

Главная сложность заключается в том, чтобы отделить золото от примесей. Для этого необходимо подобрать технологию, которая позволит извлекать драгоценный металл с приемлемыми затратами. По мнению геолога, разработка таких методов поможет предприятиям использовать уже добытое сырье и одновременно сократить объемы накопленных отходов.

"Если мы будем эти отвалы перерабатывать, очищать, это еще и экологический фактор. Не надо ничего нового бурить, добывать, все уже есть. Просто нужно разобраться с технологией, как правильно извлечь золото и избавиться от вредных примесей", – подчеркнула ученый.

Минерал, который приняли за след метеорита

Помимо исследований золотых месторождений, ученые ТПУ изучают происхождение других руд. Одна из недавних работ связана с обнаружением кронштедтита в породах Талнахского месторождения под Норильском. Этот минерал был известен ученым и раньше, однако в рудах Талнахского месторождения его до исследований томских специалистов не находили. Обнаружить его удалось во время изучения образцов, полученных от новосибирских коллег.

"Мы со студенткой Еленой Жимулевой изучали образцы. Мне стало интересно, почему здесь сформировался именно железистый минерал серпентиновой группы, практически без магния. Мы подтвердили его структуру на просвечивающем микроскопе и написали об этом научную статью", – рассказала Якич.

После публикации находка привлекла внимание. "Некоторые СМИ придумали, что этот минерал обусловлен падением метеоритов и так далее. Все было не так. Минерал смог сохраниться, потому что сульфиды его запечатали и не позволили измениться. Мы просто обнаружили интересную находку и решили об этом написать", – пояснила геолог.

Студентов всегда ждут на практике

Сейчас научная группа Якич продолжает изучать золотые месторождения Дальнего Востока, Чукотки и Камчатки. Одно из основных направлений связано с поиском минералов, присутствие которых позволяет предполагать, где могут находиться скрытые запасы золота.

В исследованиях участвуют и студенты ТПУ. По словам ученого, предприятия активно приглашают будущих геологов на производственную практику, причем число заявок как минимум вдвое превышает количество студентов, которых университет может направить.

"Уже начиная с третьего курса студенты приезжают на месторождения, получают хороший опыт, зарабатывают. Их ждут и на следующий год, а потом приглашают работать. Востребованность наших студентов очень высокая", – заключила Якич.