26/10/2016 ИГМ СО РАН

Николай Похиленко: Арктика как стратегический резерв

557 ИГМ СО РАН СО РАН Новосибирск Арктика Науки о Земле Могли ли мы в эпоху телеграфа, «Книги – почтой» и целлулоидной пленки представить себе Интернет? Воображение способно нарисовать не всякую технологию будущего. Но сырье для них уже сегодня необходимо искать в арктическом поясе России, уверен директор Института геологии и минералогии СО РАН им.В.С.Соболева академик Николай Петрович Похиленко.

— В нашем институте недавно прошло совещание специалистов из Москвы, Новосибирска и Якутска, представлявших академические, ведомственные и корпоративные структуры, участвовал и академик-секретарь Отделения наук о Земле РАН академик Александр Олегович Глико. Речь шла о развитии и координации геологических исследований в Арктике, рассчитанных на перспективу. Уже сейчас ясно, что этот труднодоступный и суровый макрорегион по ряду позиций является стратегическим резервом не только национального, но и глобального масштаба. В то же время он сравнительно слабо изучен. Я убежден: открытия особо крупных месторождений еще впереди, хотя количество запасов и уникальные свойства твердых полезных ископаемых из уже доступных источников не могут не впечатлять.

Взять хотя бы алмаз-лонсдейлитовое сырье Попигайского кратера, которое образовалось при ударе о Землю небесного тела. Огромное давление в 1,5—1,7 миллиона атмосфер и температура 3500—4000 оС привели к трансформации вертикально ориентированных кристалликов графита в агрегаты, состоящие из наночастиц двух фаз углерода: кубической — алмаза и гексагональной — лонсдейлита (в среднем 50—70 нанометров) с удивительными возможностями. Плотность такой модификации углерода выше, чем у природного или искусственного алмаза — чуть больше 4 граммов на кубический сантиметр против 3,5. Мы провели испытания попигайских кристаллов совместно с Институтом сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля Национальной академии наук Украины. Выяснилось, что абразивная способность порошков из этого сырья в 2—2,5 раза выше, чем у просто алмазных. При спекании алмаз-лонсдейлитового компонента с небольшим количеством кремния получили великолепный режущий материал. Если снова сравнить с алмазным инструментом, то скорость резки болванки из вольфрамового сплава возросла с 24 метров в минуту до 40. Понятно, какие перспективы это открывает для инструментальной промышленности — тем более что сегодня Россия около 90 % обрабатывающей техники завозит из-за рубежа, в том числе для оборонной и авиационной отраслей. Другой эксперимент проводился много раньше на моделях кольцевых сверлышек с алмаз-лонсдейлитовыми рабочими элементами, имитировавших буровые коронки — в сравнении с обычными, из искусственного алмаза. Первые работали в 15 раз дольше. Можно представить, какой экономический эффект это может дать при бурении скважин, особенно сложных по конфигурации. 

Сейчас я показал прямую связь, когда новые технологии требуют новых материалов (как в свое время развитие авиации стимулировало поиск бокситов для выплавки алюминия). Но может быть и связь обратная, идущая от появления ранее неведомых веществ. В Хьюстоне я видел сверхтонкие и сверхпроводящие (причем не в жидком гелии, а в азоте) пленки в лаборатории профессора Алекса Игнатьева. Ширина — шесть миллиметров, толщина проводящего слоя — один микрон. Может пропускать без потерь ток в 150 ампер. С использованием таких пленок уже изготовлен компактный и очень экономичный электродвигатель мощностью в 150 лошадиных сил, то есть как у хорошего легкового автомобиля. Там же мне показали устройство для прямого преобразования углеводородов в электроэнергию. Канистра с клеммами величиной с небольшой чемодан, в которой происходит настоящее чудо: без сжигания и механического износа, без вращения деталей генератора и связанных с этим потерь из бензина сразу получается достаточно сильный ток.

Вернемся из Америки в нашу Арктику. Способствовать российской реиндустриализации должно и освоение ресурсов другого арктического месторождения, Томторского. Речь идет прежде всего о редкоземельных металлах (РЗМ), потребление которых в мире ежегодно прирастает на 12—15 %. Основной их поставщик, Китай, несколько лет тому назад запретил своим компаниям экспортировать «редкие земли» как таковые — только дорогие металлы и окислы высокой степени очистки либо готовые изделия. По учтенным запасам РЗМ Россия занимает второе место в мире, а потенциально, я думаю, первое. Тот же Томтор — это не только уже изученный Буранный участок и два разведываемых, общей площадью около 30 квадратных километров, а целый массив, вдесятеро более обширный и достаточно слабо изученный. Помимо РЗМ якутскими коллегами там уже обнаружены большие запасы марганца, который сегодня является для России дефицитом — основные месторождения СССР располагались на Украине. Томтор богат и редкими металлами, например ниобием с содержанием Nb2O5 60 килограммов на тонну (на бразильском месторождении Араша, откуда сегодня закупается ниобий, только 23). Помимо этого в тонне томторских руд содержится 500 граммов скандия, килограмм которого при чистоте 99 % стоит 1 500 долларов, а очищенного почти до абсолюта — 15 000 долларов. Этот металл позволяет получать алюминиевые сплавы высокой прочности и коррозионной стойкости, которые можно сваривать в обычной атмосфере. Соответственно, наша авиационная, автомобильная промышленность и другие отрасли, применяющие такие материалы, способны стать импортонезависимыми по скандию. Наконец, в районе Томтора обнаружены золото и платина. Каждая тонна руды оттуда — это настоящий кладезь разнообразных материалов, востребованность которых в современных индустриях постоянно нарастает.

Когда в начале рассказа я сравнивал свойства алмаз-лонсдейлитового агрегата с обычным алмазом, то не умалял ценности последнего. Только для ювелирной промышленности требуется всё больше этих природных кристаллов, их потребление растет за счет «новых богатых» Индии, Китая и других стран бывшего «третьего мира». «АЛРОСА» ежегодно извлекает алмазов на 6 миллиардов долларов, они хорошо продаются (для сравнения: Россия экспортировала в прошлом году пшеницы на 4,8 миллиарда). Но, по моему прогнозу, без запуска новых месторождений уже лет через пять добыча якутских алмазов начнет падать. Новый президент «АЛРОСЫ» Андрей Вячеславович Жарков считает, что разведанных запасов хватит на устойчивую работу компании в течение 12—15 лет: разница не принципиальная. Естественно, речь идет о рентабельной добыче. За отдельные разведанные месторождения алмазодобытчики не берутся по экономическим причинам. На некоторых трубках переходят с открытой на шахтную выемку: это снижает производительность (в частности, на Удачнинском ГОК) с 11—12 миллионов тонн породы в год до 2,5 миллионов максимум при увеличении удельных затрат почти втрое. Соответственно, упадет количество извлекаемых алмазов и вырастет их себестоимость. 

Однако я уверен, что есть все предпосылки для открытия столь же эффективных объектов, как трубки «Удачная», «Мир», «Интернациональная» и «Комсомольская» — именно в арктическом поясе. Это подтверждается историей месторождения Снэп Лейк в полярной Канаде (на широте около 65о). Там в тонне руды содержится алмазов примерно на 470 долларов, и запасы просматриваются на 45 лет вперед. Посчитана экономика: при вычете средней ежегодной суммы всех затрат (включая содержание вахтового поселка, строительство и эксплуатацию инфраструктуры, зарплаты и т.д. и т.п.) прибыль составляет не менее 420 долларов на тонну минус 17 % налогов. Кстати, у «АЛРОСЫ» в 1998‒1999 годах был шанс освоить Снэп Лейк, но помешала нерешительность, которую не стала проявлять «Де Бирс». Эта компания взялась разрабатывать единственное для себя месторождение за пределами Африки. 

Снэп Лейк расположено на краю кратона — там, где по недавним представлениям не должно быть богатых алмазами пород. В свое время я доказал обратное и затем подтвердил успешными работами в Канаде. В арктических районах Якутии есть близкие геологические условия, в междуречье Анабара и Лены обнаружены прямые признаки присутствия высокоалмазоносных формаций. По возрасту цирконов с этой территории вместе с австралийскими коллегами мы определили, что там находятся архейские кимберлиты, которые содержат алмазов больше и лучшего качества, чем менее древние. Соответственно, я настаиваю на развертывании в Лено-Анабарском районе совместных с Росгеологией работ по детализации и выявлению коренных месторождений такого же масштаба, как «Мир» или «Удачная» на юге и в центре провинции. Если же говорить о всех потенциальных сырьевых ресурсах Арктики, то их исследования оптимально вести ещё более широким фронтом — без оглядки на ведомственную или корпоративную принадлежность.

Подготовил Андрей Соболевский

Фото Юлии Поздняковой, Александра Толстова