Учёные Пермского Политеха разработали экспресс-метод поиска платиноидов в песчаных породах, залегающих близко к поверхности и сформированных подземными водами. Индикаторная смесь позволяет выявлять накопления металлов непосредственно в полевых условиях — без отправки образцов в лабораторию. По результатам испытаний содержание палладия в отдельных пробах достигало 88 г на тонну, платины — 1,14 г на тонну. На разработку получен патент, сообщает пресс-служба ПНИПУ.
Российские учёные доказали, что их содержание там сопоставимо с коренными месторождениями. Новое решение позволит определять платину прямо на месте, что значительно ускорит и удешевит поиски осадочных месторождений.
Гонка за платиной
Платина, палладий, родий, иридий и рутений — так называемые металлы платиновой группы — относятся к критически важному промышленному сырью. Они устойчивы к коррозии и воздействию кислот, выдерживают высокие температуры, проводят электричество и обладают каталитическими свойствами. Поэтому платиноиды используются в автомобилестроении, нефтехимии, электронике, авиастроении и медицине.
При этом в природе они встречаются редко и обычно — в микроскопических количествах. Традиционные месторождения связаны главным образом с магматическими породами. Они формировались сотни миллионов лет назад, когда из глубин Земли поднималась и застывала раскаленная магма, вынося с собой металлы платиновой группы.
Свыше 95% мировой добычи платины падает на Россию
Сегодня значительная часть таких месторождений уже отработана либо расположена в труднодоступных районах Сибири и Заполярья. Поэтому геологи ищут альтернативные источники сырья, в том числе в осадочных породах, сформированных при участии подземных вод.
Платина в песке
Гидрогенные месторождения образуются в водопроницаемых породах — например, песках и песчаниках. Через них перемещаются подземные воды, перенося растворенные химические элементы. В определённых условиях вещества осаждаются и образуют промышленные концентрации. По такому принципу уже разрабатываются месторождения урана, рения, скандия и других элементов.
Исследователи Пермского Политеха предположили, что аналогичным образом в осадочных породах могут накапливаться и платиноиды. Особый интерес для них представляли участки ниже коренных платиновых месторождений — в местах, где породы разрушаются и формируются вторичные скопления полезных компонентов.
Ключевую роль, по мнению учёных, играет смена окислительно-восстановительных условий. Платиноиды способны растворяться в воде при высоком содержании кислорода и осаждаться там, где кислорода практически нет. Найти такую переходную зону можно по геологическому строению участка. В частности, одним из признаков служат прослои природного битума — органического вещества, способного указывать на условия накопления металлов.
Для проверки гипотезы специалисты бурят профили скважин поперёк направления движения подземных вод и отбирают образцы пород. Однако стандартная схема — доставка проб в лабораторию и проведение сложного анализа — занимает несколько дней и требует дополнительных затрат. Кроме того, мельчайшие частицы металлов могут оказаться внутри битумных прослоев и не обнаруживаться при визуальном осмотре.
Уральский самородок платины весом 7,86 килограмма
Оранжевый сигнал
Новый метод предполагает экспресс-проверку образца непосредственно на участке. На поверхность породы наносят индикаторную смесь, в состав которой входят йодистый калий, соляная и азотная кислоты.
«Особенность предложенного способа в том, что если раньше пробы приходилось отправлять в лабораторию и ждать результата в течение нескольких дней, то теперь накопление платины можно определять прямо на месте. Для этого на поверхность образца наносят специальный индикатор (смесь йодистого калия, соляной и азотной кислот). Если в породе есть платиноиды, она окрашивается в оранжевый цвет», — рассказал доцент кафедры «Технологии и комплексной механизации разработки месторождений полезных ископаемых» БФ ПНИПУ, доктор геолого-минералогических наук Владимир Белкин.
В исследованных образцах индикатор действительно дал оранжевую окраску. Последующий лабораторный анализ подтвердил присутствие нескольких металлов платиновой группы. Максимальное содержание палладия составило 88 г на тонну, платины — 1,14 г на тонну. Кроме того, в пробах обнаружили родий, рутений и иридий. По оценке исследователей, полученные значения сопоставимы с показателями коренных месторождений.
Платиноиды при этом находились не в форме заметных самородков или обычных минералов, а в виде частиц микроскопического размера. Именно это, считают авторы разработки, делает экспресс-индикатор особенно полезным: химическая реакция позволяет зафиксировать присутствие металлов даже тогда, когда обнаружить их визуально невозможно.
«Индикатор за счёт своего химического состава помогает почти моментально увидеть даже крупицы платиноидов. Это значит, что в отличие от существующих решений новый способ значительно ускоряет поиски месторождений», — добавил Владимир Белкин.
Разработка может применяться на ранних этапах геологоразведки — для отбора перспективных участков и сокращения числа проб, отправляемых на дорогостоящие лабораторные исследования. Кроме того, она открывает возможность искать платиноиды в более доступных регионах, где проведение работ потенциально дешевле, чем в удалённых районах Заполярья и Сибири.
Егор Петров
