Аннотация результатов, полученных в 2018 году
Выполнено обобщение и анализ ранее опубликованных данных и авторского неопубликованного фактического материала по металлоносности углей Сибири и Дальнего Востока. Сформирована база оригинальных авторских данных по геохимии угольных месторождений и бассейнов Сибири и Дальнего Востока общим количеством более 6000 проб углей и углевмещающих пород. В результате анализа всего комплекса доступных материалов выбраны эталонные объекты для доизучения и разработки критериев и признаков редкометалльного оруденения в углях, для прогнозной оценки ресурсов и геолого-экономического обоснования постановки более детальных работ. Среди них редкометалльные угли с комплексным Zr-Hf-Nb-Ta-РЗЭ-U-Th оруденением на юге Кузнецкого бассейна и в Изыхском месторождении Минусинского бассейна, в Азейском месторождении Иркутского бассейна и Жиганском месторождении Ленского бассейна, а также Возновского, Раковского и Павловского месторождений Приморья, Касского месторождения в Красноярском крае. Подготовлены и опубликованы 2 статьи по металлоносным углям, одна из них в International Journal of Coal Geology. Выполнен большой объем геохимического опробования на выбранных для исследования эталонных месторождениях. Отобрано более 800 проб угля, торфа и вмещающих пород. Выполнены исследования вещественного состава современными аналитическими методами. Изучена роль субсинхронного палеоторофонакоплению пирокластического вещества в формировании геохимического фона угольных месторождений и образовании комплексного редкометалльно-угольного оруденения. На примере Минусинского и Кузнецкого угольных бассейнов изучена роль пирокластического вещества карбон-пермского возраста, Иркутского бассейна - юрского, месторождений Приморья и о.Сахалин -палеоген-неогенового, а для современных торфяников п-ова Камчатка – четвертичного возраста. Рассмотрено влияние состава исходного пеплового материала на геохимическую специализацию углей. Определены типы редкометалльно-угольного оруденения, связанного с проявлением вулканизма разного состава. Оценена роль пирокластики как фактора формирования металлоносных углей. Показано, что комлексное Zr-Hf-Nb-Ta-РЗЭ-U-Th оруденение в углях связано с вулканогенной пирокластикой щелочного или кислого состава. По результатам этих работ подготовлены 2 статьи. Разработана методика комплексного изучения форм нахождения элементов в углях, включающая прямые и косвенные, деструктивные и недеструктивные методы исследований. Изучены формы нахождения редкоземельных элементов в углях. На примере углей разной степени углефикации (от торфов и лигнитов до антрацитов) изучена изменчивость форм нахождения редкоземельных элементов в процессе углефикации. Показано, что в процессе созревания угля формы нахождения РЗЭ изменяются от преимущественно органических до преимущественно аутигенных минеральных. Оценены особенности форм нахождения элементов на участках влияния пирокластики и за пределами зоны влияния. Это позволяет оценить подвижность РЗЭ в палеоболотах, механизмы их миграции и условия накопления (концентрирования). Выполнен анализ современных подходов к геолого-экономической оценке промышленных концентраций редких элементов в углях и продуктах их переработки. Оценены ресурсы скандия в углях и золе угля Азейского месторождения Иркутского бассейна. Они достаточны для организации промышленного производства по получению скандия.

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Проведенные 2018-2019 гг исследования позволяют сформировать отчетливое представление о роли вулканогенного пирокластического материала в формировании геохимического облика и потенциальной металлоносности угленосных отложений Сибири и Дальнего Востока России. Была подтверждена ведущая роль субсинхронного торфонакоплению вулканизма в формировании редкометалльной геохимической специализации углей от карбона до палеогена, в формировании ряда угольных пластов, обогащенных лантаноидами, цирконием, гафнием, танталом, ниобием, галлием, торием и другими элементами-гидролизатами. Пирокластический материал (вулканический пепел) кислого и, особенно, щелочного состава часто является главным источником этих элементов в угольном пласте (Spears, Arbuzov, 2019; Арбузов, Вергунов, 2019). Вынос этих элементов из пеплового горизонта и перераспределение их в углях обусловлены гидрогенным механизмом с определяющей ролью флюидно-водной фазы. Важная роль флюидно-водной фазы в процессе преобразования вулканогенной пирокластики и в процессе созревания угля подтверждается результатами исследования форм нахождения РЗЭ в углях (Arbuzov et al, 2019). Разработана модель формирования комплексного Ta-Nb-Zr-Hf-REE-U-Th оруденения в угольных пластах и разработаны критерии выявления такого оруденения. Вулканогенная пирокластика наряду с особенностями состава области сноса бассейнов угленакопления является важнейшим фактором формирования редкометалльной специализации угольных бассейнов и месторождений. С использованием разработанных критериев выявлены угольные пласты с Ta-Nb-Zr-Hf-REE-U-Th оруденением в других районах Кузнецкого бассейна и в Минусинском бассейне. Региональное распространение таких редкометалльных горизонтов вулканогенной пирокластики позволило сформулировать гипотезу глобальных катастрофических вулканических извержений с карбон-пермский период, приведших к формированию редкометалльного оруденения на обширных территориях. Похожее по составу оруденение в связи с вулканогенной пирокластикой выявлено в угольных пластах среднеюрского возраста в Иркутском бассейне и в Харанорском месторождении в Забайкалье.Результаты этих работ вызвали общественный резонанс и были представлены в различных СМИ, в том числе на информационных ресурсах в сети Интернет (https://news.tpu.ru/news/2019/09/20/35236/; http://elib.tomsk.ru/page/6861; http://elib.tomsk.ru/purl/1-21868/) Обоснована ведущая роль гидрогенного механизма в накоплении ценных и токсичных элементов-примесей в углях. На примере торфов Камчатки, Западной и Восточной Сибири, углей Сибири и Дальнего Востока показано, что перераспределение и накопление большинства элементов-примесей в угольных пластах происходит еще на стадии торфообразования и ранней углефикации. Основная масса элементов-примесей на ранних стадиях находится в форме подвижных и связанных с органическим веществом соединений. Минеральные фазы начинают преобладать только в каменном угле (Arbuzov et al, 2019). На примере Павловского месторождения бурого угля и Абрамовского месторождения РЗЭ показано, что перенос и накопление РЗЭ в углях может быть обусловлено перераспределение элементов с участием ультракислых поверхностных и грунтовых сульфатных вод (Chekryzhov et al., 2019). Изучены формы нахождения редких элементов в углях и торфах в последовательности: торф-бурый уголь-каменный уголь-антрацит. Обосновано изменение форм нахождения в процессе углефикации от подвижных и связанных с органическим веществом соединений до преимущественно минеральных. При этом соотношение: органические комплексы-минеральное вещество, для различных исследованных химических элементов различно (Arbuzov et al, 2019). Исследование бурых углей Приамурья показало различную роль субмикронных минеральных фаз в накоплении редких элементов (Олейникова и др., 2019). Для отдельных элементов-примсей в бурых углях нанофракции имеют важное значение, для других-нет. На примере месторождения Спецугли показано, что даже на ранних стадиях углефикации (бурый уголь) в металлоносных углях важную роль могут играть минеральные формы (Ильенок и др., 2019). Гидрогенный механизм перераспределения элементов приводит к формированию уникальных по составу минералов. В составе пласта 19а Минусинского бассейна выявлен аутигенный магнезиосидерит (Thompson et al., 2019). Ведутся исследования по металлоносности углей (https://news.tpu.ru/news/2018/12/24/34146/). Проведены исследования металлоносности и оценены прогнозных ресурсы редких и других ценных металлов в угольных месторождениях арктической зоны России Вялов и др., 2019). В углях ряда месторождений арктической зоны России (в Печорском, Ленском, Тунгусском, Таймырском, Зырянском угольных бассейнах, в угольных месторождениях Чукотки, Камчатки, Земли Франца-Иосифа) установлены аномальные концентрации целого ряда ценных элементов-примесей (Sc, Ti, V, Ga, Ge, Sr, Y, Zr, Nb. Mo, Pd, TR и др.). Оценены средние содержания металлов в углях Ленского и Зырянского бассейнов, месторождений Камчатки, проявлений архипелага Земля Франца-Иосифа.Выполнены электронно-микроскопические исследования минеральных включений углей арктической зоны России. Подсчитаны прогнозные ресурсы TiО2, V2О5, Th, Y2О3, TR2О3, Sc, Mo, Ga и др. металлов в изученных месторождениях. Показано, что угольные месторождения арктической части России должны рассматриваться как нетрадиционный и перспективный сырьевой источник ценных металлов. Разработаны рекомендации по определению уровня промышленных концентраций ценных металлов в углях для оценки их возможной промышленной значимости. Для этого рекомендовано использовать минимально-промышленные содержания тех или иных металлов в типах промышленных руд, представленных в пометалльных выпусках Государственного баланса запасов полезных ископаемых Российской Федерации, но с определенными ограничениями (Вялов, Наставкин, 2019). За счет большого объема полевых исследований в 2018-2019 годах, превысивший плановые объемы почти вдвое (1320 проб), сделан большой задел к реализации других задач проекта.

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
В 2020 году выполнены исследования по оценке роли гидротермальных и других эксфильтрационных процессов в накоплении ценных и токсичных элементов-примесей в углях на примере торфов Камчатки, углей месторождений Спецугли, Раковского и Ванчинского в Приморье. Показано, что роль гидротермального рудообразования в угленосных отложениях переоценена. Ведущее значение при формировании таких руд имеет гидрогенный как инфильтрационный, так и эксфильтрационный механизм переноса и накопления редких элементов-примесей в углях и углистых породах. Изучены закономерности распределения и формы нахождения большой группы элементов-примесей в углях германий-угольных месторождений Спецугли и Раковское, РЗЭ проявления Ванчинского. Доказано, что формы нахождения германия в углях разнообразны и не ограничиваются орагано-минеральными комплексами. В высокогерманиеносных углях месторождения Спецугли германий характеризуется разнообразными формами нахождения. Наряду с преобладающей органической формой нахождения Ge значительную роль играют минеральные фазы. Органические формы германия разнообразны и не ограничиваются комплексными гуматами. Значение минеральных фаз в концентрировании германия в высокогерманиеносных углях значительно выше, чем предполагалось ранее. В угольных пластах, особенно отчетливо вблизи коры выветривания по грейзенизированным гранитам, широко распространены различные германийсодержащие минеральные фазы микронной и нанометровой размерности. Наличие вторичных германийсодержащих минеральных фаз в углях, развитых по диагенетическим минералам, позволяет предполагать, что формирование германиевой минерализации в месторождении может быть полихронным и не ограничивается торфяной стадией. Для вольфрама характерна преимущественно органическая форма нахождения. Роль минеральных форм W в общем его балансе в углях месторождения Спецугли незначительна. Для большого комплекса других элементов-спутников характерна различная форма нахождения от преимущественно минеральной (Rb, Cs, Li, Be, As) до преимущественно органической (Mo, Sb). Полученные результаты по изучению форм нахождения германия и других сопутствующих элементов-примесей позволяют скорректировать существующую технологию извлечения германия в направлении повышения ее эффективности. Установлено, что потенциально промышленная металлоносность углей Павловского месторождения, участка “Спецугли”, не ограничивается только германием. Ему сопутствует целый ряд промышленно ценных микроэлементов. Значительные превышения над минимальными промышленными концентрациями в изученных углях характерны для Sb (до 200 раз и более), W (до 100 раз и больше), Be (до 12 раз), Cs (до шести раз); в золе - REE+Y (более трех раз), In (до 10 раз). Наиболее промышленно ценные микроэлементы, сопутствующие Ge – W, Sb, REE+Y. Обоснована гипергенная природа редкометалльной минерализации в углях участка Спецугли Павловского месторождения в Приморье. Не выявлено ни одного признака, подтверждающего гидротермальную природу германиевого оруденения в месторождении. В тоже время целый ряд признаков указывает на образование такого оруденения в условиях зоны гипергенеза. Эти данные позволили пересмотреть прогнозно-поисковые критерии комплексного германий-редкометалльного оруденения и обосновывают необходимость выполнения комплекса прогнозно-поисковых работ для выявления германий-угольных руд в регионе. Изучены условия накопления редких и других элементов-примесей в торфах как современный аналог формирования германиевых месторождений гидротермально-осадочного типа. На примере горячего источника Паратунка полуострова Камчатка рассмотрено влияние гидротермальных растворов на торфяники. Установлено, что обогащенные Li, W, B, As, Br, Sr, Mo, Sb, Cs, Ge, Au и Hg воды источника Паратунка приводят к слабому обогащению контактирующих с ними торфов Au, Mo, W, As, Sb, РЗЭ, Cu, Zn и Br. На примере Западной и Восточной Сибири и Дальнего Востока рассмотрена роль области питания (петрофонд) в формировании геохимического фона и аномалий в углях и торфах. Из этих данных следует, что геохимические особенности торфа и угля определяются, в первую очередь, общей геохимией и металлогенией области питания района торфо-угленакопления. Выполнено обобщение по стратиграфии, литологии и металлогении кайнозойских угольных бассейнов Приморского края. Стратиграфическое расчленение изученных разрезов основано на обширном палеоботаническом материале и данных изотопного датирования. В результате выделено пять этапов кайнозойского угленакопления: поздний палеоцен, ранний эоцен, поздний эоцен, поздний олигоцен и ранний миоцен. Установлено, что угленосные толщи раннего эоцена, позднего эоцена и позднего олигоцена часто аномально обогащены редкими элементами и вмещают 3 из 7 известных в мире крупных месторождений германия. На этих же стратиграфических уровнях в Пушкинской, Павловской, Ванчинской, Раковской и Реттиховской впадинах угли отмечены высокие концентрации редкоземельных элементов, золотом обогащены угли Павловской, Ванчинской, Раковской, Крыловской, Среднебикинской и Верхнебикинской впадин, проявления урана известны в угленосных отложениях Павловской, Раковской, Реттиховской и Глуховской впадин, повышенные концентрации циркония и ниобия установлены в углях Пушкинской впадины. Установлен факт значительной потери германия при масс-спектрометрическом анализе, в среднем для проб углей всех пластов на 20 и более процентов, даже после медленного ступенчатого озоления угольных проб. Это обусловливает необходимость проведения ревизионных работ по переоценке запасов и прогнозных ресурсов германия в углях всех буроугольных месторождений Приморья, Забайкалья и Сахалина, состоящих на Государственном балансе, которые изучались раньше и анализировались количественным химическим, фотоколориметрическим методом. Оценена роль фактора угольного метаморфизма в накоплении и разубоживании аномальных (рудных) концентраций в углях на примере углей пластов III, XXX-XXXI Кузбасса и месторождения Гусевское (Приморье). На примере конкретных месторождений рассмотрены основные механизмы концентрирования и выноса элементов-примесей из углей. Показано, что в целом при угольном метаморфизме происходит вынос ценных элементов-примесей и угли высоких стадий углефикации (угольного метаморфизма) обеднены редкими элементами-примесями на фоне их низко метаморфизованных разностей. При контактовом метаморфизме происходят автометасоматические процессы, приводящие к формированию в дайках и силлах зоны гидротермального изменения. Установлено частичное концентрирование вынесенных элементов в виде зоны обогащения на непосредственном контакте и зоны на некотором удалении от внедрившегося тела. Зона эта имеет небольшую мощность, но протягивается вдоль внедрившегося тела на значительные расстояния. Практического значения не имеет. Выполнена прогнозно-металлогеническая оценка металлоносности углей Дальневосточного региона азиатской части России с выделением месторождений и бассейнов наиболее перспективных для выявления редкометалльного оруденения различного типа. Выполнена оценка ресурсов по категории P1-P3 ценных металлов (Be, Sc, V, Ge, Ga, Rb, Sr, Zr, Sb, Cs, W, РЗЭ, МПГ) для большой группы месторождений Дальневосточного региона. Создана коллекция типовых образцов металлоносных углей (германиеносных, скандиеносных, ураноносных, редкоземельных, несущих комплексное оруденение и т.д.) для образовательных и научных целей. Создана обширная база геохимических данных по углям азиатской части Российской Федерации, по представительности материалов не имеющая аналогов ни в России, не за рубежом. В базе данных имеется информация разной представительности по всем месторождениям Сибири и большинству месторождений Дальнего Востока Российской Федерации. Статья Arbuzov S.I., Spears D.A., Vergunov A.V., Ilenok S.S., Mezhibor A.M., Ivanov V.P., Zarubina N.V. "Geochemistry, mineralogy and genesis of rare metal (Nb-Ta-Zr-Hf-Y-REE-Ga) coals of the seam XI in the south of Kuznetsk Basin, Russia", опубликованная в журнале Ore Geology Reviews, признана TSOP (The Society for Organic Petrology) лучшей публикацией 2020 года (https://www.tsop.org/Dal_Swaine_award.html). Ссылка на страницу сайта, посвященную проекту: http://fegi.ru/expeditions/168-2020/2026-18-17-00004