Анализ и оценка перспективных участков высококачественного кварцевого сырья на территории Северного Кавказа

Кварцевое сырье является стратегическим ресурсом, так как обеспечивает развитие важнейших отраслей экономики. При этом необходимо учитывать, что при его добыче и переработке следует применять высокотехнологичные методы, позволяющие получить в результате обогащения этого сырья химически чистый кремний. На сегодняшний день потребность в кремнии составляет 5–6 тыс. т в год при предложении 2300 т. Анализ особенностей химизма ряда горных пород (кварцитов, кварцевых песков, жильного кварца) Республики Северная Осетия – Алания показал, что они по своим параметрическим характеристикам могут отвечать требованиям, предъявляемым к кварцевому сырью для получения кремниевой продукции. К настоящему времени учёные Северной Осетии также имеют успешный опыт выращивания монокристаллического кремния и изготовления фотоэлектрических преобразователей. Российские учёные провели первые плавки металлургического кремния в поликристаллический в вакуумных печах способом электронно-лучевого переплава. Во всех случаях результаты обнадёживающие.

Цель, задачи: провести анализ и оценку перспективных участков высококачественного кварцевого сырья на территории Северного Кавказа. Основной задачей исследований является выявление объектов высококачественного кварцевого сырья для производства кремниевой продукции, локализация, оценка их прогнозных ресурсов и выделение участков для дальнейшего изучения. Выявленные объекты должны иметь благоприятные географо-экономические положение и горнотехнические условия, способствующие возможности их открытой (карьерной) отработки.

Объекты: Фиагдонский участок Алагирского района, РСО-Алания.

Методы: Проведение лабораторных работ, опробования, исследование построенных разрезов, изучение документации горных выработок и скважин, заключений минералого-петрографических, лабораторных исследований и технологических испытаний.

Результаты. После выполнения намеченного комплекса исследовательских работ проведен анализ статистической, экономической, геологической, технологической и другой информации, необходимой для решения основных геологических задач; выделены перспективные участки для дальнейших работ; уточнены геологические карты перспективных участков масштаба 1 : 10000 с легендами и разрезами к ним; определены условия залегания, морфология и параметры продуктивных залежей; предварительно изучены качество и технологические характеристики кварцевого сырья; локализованы, оценены и апробированы прогнозные ресурсы высококачественного кварцевого сырья для производства кремниевой продукции по категории Р2 – 500 тыс. т; разработаны рекомендации для проведения геологоразведочных работ.

1. Фёдоров А.М., Макрыгина В.А., Непомнящих А.И., Елисеев И.А. Ресурсный потенциал Восточной Сибири на кварцевое сырье для получения высокочистых кварцевых материалов. География и природные ресурсы. 2016;(6):55–59. https://doi.org/10.21782/GIPR0206-1619-2016-6(55-59)

2. Галиахметова Л.Х., Быдтаева Н.Г., Непряхин А.Е. Перспективы Мало-Чипикетской кварценосной зоны на кварцевое сырье высокого качества.Георесурсы. 2019;21(3):99–106.https://doi.org/10.18599/grs.2019.3.99-106

3. Николаев А.А., Кирпичев Д.Е., Николаев А.В. Влияние подачи обрабатываемого материала в ванну плазменной печи на энергетические параметры восстановительной плавки кварц-лейкоксенового концентрата.Физика и химия обработки материалов. 2020;(1):36–41. https://doi.org/10.30791/0015-3214-2020-1-36-41

4. Кайбичевa А.В., Кайбичев И.А. Рафинирование расплавов технического кремния в электрическом поле в гелии. Расплавы. 2019;(4):390–395. https://doi.org/10.1134/S0235010619040066

5. Поленов Ю.А., Огородников В.Н., Кисин А.Ю. История поисков и освоения месторождений кварцевого сырья Урала и перспектива их дальнейшего использования. Известия Уральского государственного горного университета. 2021;(2):48–59. https://doi.org/10.21440/2307-2091-2021-2-48-59

6. Логинов В.Г., Рудаков Р.Б., Коротеев Н.Д. Создание высокотехнологичных производств как фактор сырьевой безопасности (проект «Полярный кварц»). Известия Уральского государственного горного университета. 2017;(1):84–87. https://doi.org/10.21440/2307-2091-2017-1-84-87

7. Корекина М.А., Лютоев В.П., Шанина С.Н., Штенберг Н. В. Микроэлементный состав жильного кварца Кузнечихинского месторождения (Южный Урал). Обогащение руд. 2020;(5):23–29. https://doi.org/10.17580/or.2020.05.04

8. Огородников В.Н., Поленов Ю.А., Савичев А.Н. Особо чистый кварц Уфалейского кварценосного района (Южный Урал). Известия Уральского государственного горного университета. 2018;(1):23–32. https://doi.org/10.21440/2307-2091-2018-1-23-32

9. Klyuev R.V., Yegorova Е.V., Bosikov I.I., Tsidaev B.S. Evaluation of use of effective technologies for increasing sustainable development of natural and technical system of oil and gas complex. Sustainable Development of Mountain Territories. 2018;10(3):392–403. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2018-10-3-392-403

10. Босиков И.И., Клюев Р.В. Оценка перспективности территории Березкинского рудного поля при помощи программного продукта Micromine. Горные науки и технологии. 2022;7(3):192–202. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-3-192-202

11. Golik V., Komashchenko V., Morkun V., Burdzieva O. Metal deposits combined development experience Metallurgical and Mining Industry. 2015;7(6):591–594.

12. Босиков И.И., Клюев Р.В., Хетагуров В.Н., Силаев И.В. Комплексная оценка гидродинамических процессов на карьерах Клинского месторождения с помощью методов управления ими в массивах горных пород. Устойчивое развитие горных территорий. 2023;15(2):284–297. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2023-15-2-284-297

13. Tyulenev M.A., Markov S.O., Gasanov M.A., Zhironkin S.A. numerical modeling in the structural study of technogenic rock array. Geotechnical and Geological Engineering. 2018;36(5):2789–2797. https://doi.org/10.1007/s10706-018-0501-3

14. Рыбак Я., Хайрутдинов М.М., Конгар-Сюрюн Ч.Б., Тюляева Ю.С. Ресурсосберегающие технологии освоения месторождений полезных ископаемых. Устойчивое развитие горных территорий. 2021;13(3):405–415. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2021-13-3-406-415

15. Голик В.И., Гашимова З.А., Лискова М.Ю., Конгар-Сюрюн Ч.Б. К проблеме минимизации объемов мобильной пыли при разработке карьеров. Безопасность труда в промышленности. 2021;(11):28–33. https://doi.org/10.24000/0409-2961-2021-11-28-33

16. Куликова Е.Ю., Баловцев С.В., Скопинцева О.В. Комплексная оценка геотехнических рисков в шахтном и подземном строительстве. Устойчивое развитие горных территорий. 2023;15(1):7–16. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2023-15-1-7-16

17. Халкечев К.В., Халкечев Р.К., Левкин Ю.М. Математическая модель поля напряжений в целиках с учетом магистральной трещины на угольных месторождениях. Уголь. 2023;(7):56–58. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2023-7-56-58

18. Knutsson H., Knutsson K., Molin F., Zetterlund P. From flint to quartz: Organization of lithic technology in relation to raw material availability during the pioneer process of Scandinavia. Quaternary International. 2016;424:32–57. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2015.10.062

19. Guan Q., Dong D., Zhang H., et al. Types of biogenic quartz and its coupling storage mechanism in organic-rich shales: A case study of the Upper Ordovician Wufeng Formation to Lower Silurian Longmaxi Formation in the Sichuan Basin, SW China. Petroleum Exploration and Development. 2021;48:813–823. https://doi.org/10.1016/S1876-3804(21)60068-X

20. Brand N.W., Bottrell S.H., Miller M.F. Concentrations of reduced Sulphur in inclusion fluids associated with black shale hosted quartz vein gold deposits: implications for mechanisms of transport and deposition of gold and a possible exploration tool. Applied Geochemistry. 1989;4:813–823. https://doi.org/10.1016/0883-2927(89)90006-1

21. Sebutsoe T.C., Musingwini C. Characterizing a mining production system for decision-making purposes in a platinum mine. The Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2017;117:199–206.