Вся практическая геология нацелена на то, чтобы искать полезные ископаемые. Поиск полезных ископаемых — это задача номер один для геологов. И морская геология — не исключение. Об основных типах твердых полезных ископаемых океана и перспективах их освоения мы беседуем с заместителем директора ФГУП ВНИИОкеангеология, профессором СПбГУ, доктором геолого-минералогических наук, членом Юридической и технической комиссии Международного органа по морскому дну (МОМД) ООН Георгием Черкашёвым.

Георгий Александрович, какие на сегодняшний день известны рудные полезные ископаемые океана, каковы их характеристики, параметры?

Основными рудными полезными ископаемыми океана являются железомарганцевые конкреции (ЖМК), кобальтоносные железомарганцевые корки (КМК) и глубоководные полиметаллические сульфиды (ГПС). Если сравнивать эти три типа полезных ископаемых, резко различается геологическая обстановка их нахождения: ЖМК связаны с абиссальными равнинами, корки — с подводными горами, а полиметаллические сульфиды — со срединно-океаническими хребтами и зонами островных дуг. Что касается главных полезных компонентов, то набор их в корках и конкрециях близок — Mn, Ni, Co и Cu, хотя в корках есть и такие элементы, которых нет в конкрециях и в сульфидах. В частности, это — интересующие всех редкоземельные элементы. В корках их примерно в два раза больше, чем в конкрециях. Иной набор полезных компонентов в полиметаллических сульфидах — Cu, Zn, Pb, Au, Ag, потому что там другие минералы. Там и другой набор попутных редких элементов.

Чем еще отличаются эти типы друг от друга?

По всем основным характеристикам — морфологии, минералогии, химическому составу, изменчивости, физические свойствам и генетическим особенностям. Это очень важно понимать для планирования будущих добычных работ. Например, изменчивость — очень важный параметр рудных объектов — не так сильно проявляется в конкрециях и корках, а для сульфидов изменчивость очень сильна. Все знают, что зональность сульфидных рудных тел — чрезвычайно сложная. Что касается физико-механических свойств, то конкреции и корки близки, хотя конечно, корки более крепкие и прочные, а сульфидные руды по сравнению с ними — более плотные и прочные. Поэтому агрегаты, горные машины, которые будут собирать конкреции и корки, должны отличаться от агрегатов, которые будут добывать сульфидные руды.

Какие могут быть из этого практические выводы?

В частности, когда подается заявка на любой из трех типов полезных ископаемых, заявитель, будущий контрактор, должен подать два одинаковых участка. Такой порядок прописан в правилах Международного органа по морскому дну (МОМД). Если для конкреций и корок два одинаковых участка еще можно найти, то для сульфидов это по определению невозможно.

О каких ресурсах идет речь?

Вопрос довольно важный, потому что чтобы заинтересовать потенциальных инвесторов в развитии морского горного дела, нужно иметь достаточно ресурсов для того, чтобы это был долгосрочный проект. Цифры для всех типов океанских руд серьезные — миллиарды тонн. Около 40 млрд тонн конкреций, 35 млрд тонн корок и порядка 4 млрд тонн сульфидов. То есть сульфидов на порядок меньше, чем конкреций и корок. Это естественно, потому что конкреции и корки формировались в течение миллионов лет, а сульфидные руды — первые сотни тысяч лет в лучшем случае. Но интересны не столько цифры глобальные (газогидратов тоже очень много, но месторождений то нет), а скопления в местах, где в ближайшее время может начаться добыча. Это зона Кларион-Клиппертон для ЖМК и северо-западная часть Тихого океана для КМК. Примерно половина, а то и больше половины всех ресурсов ЖМК находятся в зоне Кларион-Клиппертон и примерно 20% ресурсов находятся в северо-западной части Тихого океана. Что касается сульфидов, с ними всегда все намного сложнее. На сегодняшний день есть так называемая Северо-Атлантическая приэкваториальная зона, в которой сосредоточено около 100 млн тонн. В этой зоне как раз работают российские геологи. Но это очень скромные ресурсы на фоне цифр, которые мы называем для конкреций и корок.

Есть ли древние аналоги у современных океанских руд?

Для сульфидных руд — это древние колчеданные месторождения, формировавшиеся на протяжении всей геологической истории нашей планеты. А древних аналогов, по крайней мере, в таком масштабе, который мы имеем на сегодняшний день, для железомарганцевых конкреций и корок нет. Это говорит о том, что современная геологическая эпоха является уникальной с точки зрения железо-марганцевого рудообразования.

Какую площадь дна занимает то или иное полезное ископаемое?

Это еще одна важная характеристика. Для разных типов океанских полезных ископаемых эти цифры абсолютно разные и различаются на порядок. Например, если оценить площадь дна, содержащую 2 млн тонн руды, то для ЖМК эта цифра составит 150 кв. км, для КМК — 25 кв. км, а для ГПС — всего 0,25 кв. км. То есть, чтобы добыть 2 млн тонн руды (примерно столько планируется добывать ежегодно), для сульфидных руд, например, надо разработать всего лишь четверть квадратного километра. Вот такой маленький кусочек на дне. Для ЖМК и КМК эта площадь побольше, но все равно это очень маленькие площади, никакие не тысячи квадратных километров. Так что, можем успокоить экологов — в обозримом будущем будут осваиваться только очень локальные участки на дне океана.

Эти участки расположены в пределах Международного района морского дна?

Не только. Раньше мы считали, что скопления глубоководных полезных ископаемых расположены в основном в районах международной зоны морского дна и принадлежат всему человечеству. А когда посчитали внимательно, оказалось, что и внутри исключительных экономических зон сосредоточены значительные запасы всех трех видов морских руд: до 20% для ЖМК, до 50% для КМК и до 40% для ГПС. Поэтому ряд стран, в том числе Япония и Норвегия, имеют серьезные намерения к освоению глубоководных полезных ископаемых в своих водах.

Существует ли технология переработки морских руд?

Существует для всех трех типов. Естественно, наиболее проработана технология для сульфидных руд, потому что для них можно использовать традиционные способы переработки древних колчеданов, которые добываются на протяжении многих сотен лет. Есть, конечно, проблемы, касающиеся проведения добычных работ. Все те проблемы, которые были, они так никуда и не исчезли: отделение конкреций от осадков и возникновение облаков взвеси при их добыче; отделение корок от вмещающих пород — очень часто бывает, что плотность корок и плотность вмещающих пород одинакова, поэтому традиционные методы отделения не работают, так как они построены на разнице физических свойств, а разницы нет. Что касается сульфидов, то есть новые вещи, о которых мы раньше никогда не думали — например, окисление сульфидов. Этот процесс оказался чрезвычайно мощным, что надо обязательно иметь в виду при будущих работах. И процессы коррозии. Опыт хранения образцов показал, что они могут разъедать металлические контейнеры.

А каковы средние содержания? Сколько полезных компонентов в рудах?

Для примера давайте сравним содержания полезных компонентов в океанских и наземных рудах.
Начнем с марганца. Концентрации марганца в океанских рудах и рудах на суше примерно одинаковые. То же самое и по кобальту для ЖМК. А в корках содержания кобальта выше, чем в крупнейших известных месторождениях на суше. По никелю — в конкрециях выше, чем в наземных рудах. По меди — в сульфидах содержания на порядок выше, чем в чилийских рудах, а Чили — основной поставщик меди на мировой рынок. По этим четырем главным компонентам, таким образом, нет вопросов.


1 - Hein et al., 2017
2 - Бежанова, Стругова, 2015
3 - Berger, 2008

А что с редкими землями? Всегда говорят, что КМК — потенциальный источник РЗЭ.

Да, говорят. Но содержания редких земель в наземных китайских месторождениях на порядок выше.

А как соотносятся запасы и ресурсы наземных и глубоководных океанских руд?

Понятно, что запасы сравнивать нельзя, потому что для глубоководных полезных ископаемых пока никаких запасов не подсчитано. Что касается ресурсов, то для трех элементов — кобальта, никеля и марганца — ресурсы океанских руд значительно выше, чем наземных. И все три значимых компонента содержатся в ЖМК и КМК, не в сульфидах. Скромнее выглядят цифры для меди и редких земель.



Оценивался ли объем возможной годовой продукции по конкрециям и коркам? Какое влияние на мировую экономику и мировую горнодобывающую отрасль могут оказать эти руды, если они будут вброшены на рынок?

Только по одному компоненту это влияние может быть весьма значительным — по кобальту. Существует модель, в соответствии с которой добыча будет рентабельной, если будет добываться 3 млн тонн сухих конкреций или корок в год. При таком объеме в случае одновременнной реализации пяти проектов предполагаемая добыча по кобальту из КМК составит около 100, а по ЖМК — около 45 тыс тонн в год. Для сравнения, в 2015 году мировая добыча кобальта составила 124 тыс тонн. Извлечение других металлов из океанских руд не окажет существенного влияния на глобальный рынок металлов.



На сколько лет хватит этих ресурсов, чтобы обеспечивать мировую промышленность?

Если ресурсы наземных руд по этим трем основным компонентам (кобальт, никель, марганец) могут истощиться уже через несколько десятков лет, то глубоководных руд по марганцу хватит на сотни, а по кобальту — на тысячи лет. Океанские руды могут стать в этом плане реальным спасением.

Когда мы говорим о будущей морской горной отрасли, какие аспекты мы должны учитывать в первую очередь?

Это ресурсный аспект — минеральные ресурсы океана должны быть достаточными для долговременных проектов и серьезных капитальных вложений; технологический —
процесс освоения океанских минеральных ресурсов не должен сдерживаться отставанием в развитии морских технологий. В этом направлении мы видим впечатляющий прогресс в последние годы. Также важны экологический — контракторы должны стремиться к максимально уменьшению и, по возможности, к предотвращению вредных воздействий на окружающую среду, а экологические требования должны быть научно обоснованными, понятными и реально исполнимыми; и юридический — необходима разработка свода правил, которые будут стимулировать привлечение инвестиций для исполнения добычных проектов — аспекты. Последним аспектом занимается Международный орган по морскому дну (МОМД ООН). Кроме того, при освоении глубоководных ресурсов должны учитываться факторы макроэкономической среды. То есть вброс на рынок океанских металлов не должен нарушить баланс мировой экономики. Но этого, как я сказал ранее, и не произойдет.

Какие значимые события произошли в морской горной отрасли за последнее время?

26 сентября 2017 года произошло, я бы сказал, революционное событие в морской горной отрасли — впервые была проведена добычная операция в троге Окинава нашими японскими коллегами. Успешно были подняты с глубины 1500 м первые промышленные количества сульфидной руды на поверхность. В операции участвовали три судна: с одного судна опускался агрегат, на второе судно поступала сама руда, третьим судном откачивалась вода. Итак, первая добыча состоялась — и это уже факт. А мае 2017 года бельгийская компания GSR успешно провела испытания коллекторной системы в своем контрактном районе на ЖМК на глубине 5000 м. Еще раз повторяю, технологии добычи не будут тормозом в развитии морской горной отрасли.

Насколько хорошо с юридической точки зрения регламентирована добыча руд в океане?

Существуют правила на разведку, а правил на добычу пока нет. И постоянно говорят о том, что отсутствие этих правил сдерживает развитие отрасли. В соответствии с имеющейся дорожной картой, правила разработки ПИ в Международном районе морского дна должны быть утверждены в 2020 году. Но первые добычи, как показал и японский пример, начнутся, скорее всего, в пределах исключительных экономических зон. Если говорить о ситуации в Международном районе морского дна, то на сегодняшний день там действует 28 разведочных контрактов на все три вида полезных ископаемых. Список контракторов постоянно пополняется. В прошлом году Польша подала заявку на сульфиды, на участок к северу от российского участка. Мы собираемся сотрудничать с ними в этой работе.

Каковы сроки реализации российских разведочных контрактов?

Мы имеем три 15-летних контракта с МОМД: два участка в Тихом океане (ЖМК и КМК) и один в Атлантическом (ГПС). Контракт на ЖМК, окончание которого было запланированo на 2016 год, получил продление еще на 5 лет из-за неподготовленности стадии опытной добычи. По двум другим контрактам добыча должна начаться в 2028 году (ГПС) и в 2031 году (КМК). Работы на все три вида полезных ископаемых ведутся, хотя и с большими сложностями и проблемами.



А что вы можете сказать о глубоководных илах, содержащих РЗЭ?

Лет пять назад японскими учеными была опубликована статья о том, что в глубоководных глинах могут накапливаться редкоземельные элементы. Было много шума по этому поводу, но общее мнение было скептическим. А сейчас китайцы получают финансирование на изучение этих илов. Они уже провели пять экспедиций, чтобы изучить, на самом ли деле РЗЭ накапливаются в илах и можно ли их оттуда извлекать. Так что список глубоководных ПИ, скорее всего, будет пополняться.

Владислав Стрекопытов