| 16. |
Аннотация |
Редкие металлы (Li, Cs, Nb, Ta, Be, Sn, Rb и др.) находят широкое применение в различных областях промышленности для создания инновационных технологий, при этом такие редкие металлы, как Li, Cs, Ta, Nb и Be являются стратегическим сырьем. В последние годы после принятия мировым сообществом и Россией Концепции устойчивого развития, предусматривающей бережное отношение к окружающей среде, во всем мире резко возрос спрос на развитие экологически чистых «зеленых» производств, требующих значительных литиевых аккумуляторных мощностей. Месторождения редких металлов, включая литий, связаны с редкометалльными пегматитами. Все это вызвало пристальное внимание Правительства России к развитию отечественной минерально-сырьевой базы на основе собственных редкометалльных месторождений, знания о которых ограничиваются исследованиями 40-60-х годов прошлого века.
В Кольском редкометалльном пегматитовом поясе (КРПП) Арктической зоны северо-восточной части Фенноскандинавского щита расположены редкометалльные месторождения Колмозерское, Полмостундровское, Васин-Мыльк, Охмыльк и Олений хребет, имеющие комплексный состав редкометалльного сырья (Li, Cs, Ta, Nb и Be). Основные запасы лития сосредоточены в Полмостундровском и Колмозерском месторождениях, причем последнее является месторождением мирового уровня и крупнейшим в России. В Западных Кейвах также находятся пегматиты с другой редкометалльной специализацией (Zr, Nb, REE, Y), которые благодаря своему уникальному составу и минеральному разнообразию могут рассматриваться природной лабораторией для изучения свойств редкометалльных минералов с целью получения высокотехнологичного сырья. Уникальные пегматитовые месторождения Западных Кейв имеют интерес благодаря высокому содержанию как всех редкоземельных элементов, так и тяжелых элементов этой группы, являющихся наиболее ценными из них.
Наш проект органически связан с фундаментальным направлением изучения месторождений полезных ископаемых - особенности состава и эволюция редкометалльных магм при формировании месторождений редкометалльных пегматитов. Объектом наших исследований являются редкометалльные месторождения Колмозерское, Полмостундровское, Васин-Мыльк и Охмыльк КРПП и редкометалльные пегматиты Западных Кейв, которые являются наиболее подходящими и благоприятными для решения поставленных задач. Комплексные исследования редкометалльных пегматитов отвечают мировой практике.
Важными направлениями нашего проекта, до настоящего времени не исследованными или недостаточно изученными, являются:
(1) геологические критерии и тектонические режимы формирования редкометалльных месторождений КРПП;
(2) геохимические, изотопно-геохимические и минералого-геохимические критерии оценки редкометалльной минерализации и региональные геохимические особенности редкометалльных пегматитов КРПП;
(3) основные этапы формирования редкометалльных месторождений КРПП;
(4) геохимические и минералогические критерии глубокой дифференциации вещества на магматическом и постмагматическом этапах, ведущей к накоплению высоких концентраций редких элементов, в особенности Li, Nb, Ta, Cs и REE;
(5) оценка физико-химических условий кристаллизации редкометалльных пегматитов; состав и эволюция редкометалльных магм, принимающих участие в формировании месторождений КРПП;
(6) создание интегральной геолого-изотопно-геохимической модели формирования КРПП.
(7) обоснование новых геохимических и минералогических прогнозных критериев рудоносности и специализации редкометалльных пегматитов.
Для решения поставленных задач будет применяться современное высокоточное оборудование отечественных Центров коллективного использования РАН и комплексный подход, включающий геологические, геохимические, изотопно-геохимические и минералого-геохимические подходы, отвечающие мировому уровню. Основные методы исследования включают: методы оптической микроскопии, сканирующей (растровой) электронной микроскопии (РЭМ), методы масс-спектрометрии с индуктивно связной плазмой и лазерной абляцией (ICP-MS и LA-ICP-MS); локальный микрозондовый анализ; локальное U-Pb (SHRIMP-II) датирование циркона и других минералов-геохронометров; локальное изучение Lu-Hf системы в цирконах при помощи лазерно-абляционной методики; анализ зерен минералов по изображениям в отраженных электронах (BSE) и катодной люминесценции (СL); методы спектроскопии комбинационного рассеяния света (рамановская спектроскопия), криометрии и термометрии, энергодисперсионной спектрометрии (ЭДС).
Новые результаты наших исследований имеют практическое значение. Изучение сподумена - главного источника лития в месторождениях, позволит оценить качество литиевого сырья. При доразведке для расширения сырьевой базы за счет выявления новых жил редкометалльных пегматитов применяются геохимические и минералого-геохимические критерии редкометалльной минерализации. Результаты изучения состава пегматитов и их минералов являются существенными для дальнейших горнотехнологических исследований, включая: (1) обогащение пегматитовой руды; (2) определение минерального состава рудной и нерудной части пегматитовой руды; (3) определение структурно-минералогических разновидностей пегматитов для выделения бедных, рядовых и богатых руд при бурении; (4) определение качества попутного полевошпатового концентрата.
Масштабность нашего проекта определяется: (1) комплексностью исследований, проводимых на различном уровне, - от изучения мегаструктур (редкометалльный пояс, месторождения) до микроструктур (образцы, шлифы, области изучения состава минералов в 20-40 мкм); (2) изучением редкометалльных месторождений регионального и мирового уровня с промышленными содержаниями Li, Cs, Nb, Ta, Be, REE;. (3) значимостью научных результатов для понимания пространственных и временных закономерностей распределения редкометалльных месторождений и их генезиса, как для региональной геологии, так и решения фундаментальных проблем, связанных с месторождениями полезных ископаемых; (4) существенностью применения полученных результатов для практических целей, в части апробации существующих и разработки новых прогнозных и поисковых критериев редкометалльной минерализации для переоценки минерально-сырьевых ресурсов Мурманской области и Российской Федерации.
Накопленный в коллективе опыт позволяет решить поставленные задачи в рамках изучения редкометалльных пегматитов КРПП. Важной предпосылкой для успешного выполнения проекта является высокая квалификация участников заявки, что подтверждается их многочисленными публикациями в рецензируемых журналах, индексируемых в Web of Science и Scopus . Изучение расплавных и газово-жидких включений в минералах пегматитов будет проведено совместно с научными сотрудниками ИГМ СО РАН, с которыми мы имеем положительный опыт сотрудничества по данным исследованиям.
Актуальность проекта и научная новизна.Изучение состава и источников редкометалльных магм является актуальной задачей фундаментальной научной проблемы – связи оруденения с магматизмом, которая рассматривается на протяжении нескольких десятилетий и является предметом постоянных дискуссий. Актуальность настоящих исследований определяется необходимостью получения новых данных о процессах, механизмах и условиях концентрирования рудного вещества в магматических системах при формировании литиевых и редкоземельных месторождений мирового уровня и новых комплексных прогнозных и поисковых критериев редкометалльного оруденения
В рамках настоящего проекта впервые будут определены место и роль редкометалльного магматизма в истории геологического развития северо-восточной части Фенноскандинавского щита; оценены особенности минерагении редкометалльных пегматитов, состава и эволюции редкометалльных магм, разработана модель формирования Кольского редкометалльного пегматитового пояса. Разработанные прогнозные и поисковые критерии рудоносности и специализации редкометалльных пегматитов КРПП могут быть использованы для переоценки редкометалльной минерально-сырьевой базы не только Кольского региона, но и Российской Федерации. |