Полезные ископаемые в уральском федеральном округе
( геофизическая экспедиция»)
МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВАЯ БАЗА
ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
УРАЛЬСКОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА
(состояние, проблемы, перспективы)
Уральский федеральный округ – это, по существу, весь горно-промышленный Урал, вся Западно-Сибирская нефтегазоносная провинция и восточная часть Волго-Уральской нефтегазоносной провинции.
Округ занимает первое место в России по объему добычи полезных ископаемых и второе место среди федеральных округов (после Дальневосточного) по роли минерально-сырьевого сектора в экономике.
В округе сосредоточены эксплуатируемые, подготовленные к освоению и разведываемые месторождения углеводородного сырья, твердого топлива, черных, цветных, редких и благородных металлов, неметаллических полезных ископаемых. Добыча и переработка минерального и углеводородного сырья играют решающую роль в экономике округа и сохранят ее в обозримом будущем.
Округ занимает: вторые места в России по общим запасам железных руд (после Центрального федерального округа), марганцевых руд (после Сибирского федерального округа); третье место по общим запасам хромовых руд (после Северо-Западного и Приволжского федеральных округов), в том числе первое место по запасам хромитов альпинотипного геолого-промышленного типа; третьи места по запасам меди и цинка (после Сибирского и Приволжского федеральных округов); первое место по запасам бокситов, ванадия; второе место по запасам силикатных никелевых руд (после Приволжского округа); лидирующие места по запасам хризотил – и антофиллит-асбеста, талька и талькового камня и ряда других видов твердых полезных ископаемых. Имея около 3% российских запасов урана, округ обеспечивает около 11% его добычи.
Для минерально-сырьевой базы твердых полезных ископаемых Уральского федерального округа, как в целом, так и районов Северного и Среднего Урала, характерна высокая обеспеченность предприятий, как общими разведанными запасами, так и запасами распределенного фонда (табл.).
Наряду со столь высоким уровнем обеспеченности, в использовании минерально-сырьевой базы имеются определенные проблемы, требующие инновационных решений.
К их числу относятся следующие.
1. По железным рудам. В Свердловской области расположено крупное Серовское месторождение никель-хромистых бурожелезняковых руд, не учтенное Государственным балансом. Запасы месторождения составляют 1 млрд. т руды со средним содержанием Fe – 36,62%, Cr2О3 – 1,68%, Ni – 0,22%, Co – 0,02%, Al2O3 – 15,64%. Руды чистые по сере и фосфору. Они содержат 16,8 млн. т Cr2О3 (в 8 раз больше, чем все хромитовые месторождения УрФО в пересчете на Cr2О3) и 2 млн. т никеля (почти в два раза больше разведанных запасов этого металла в округе). В настоящее время отсутствует удовлетворительная промышленная технология обогащения этих руд, не позволяющая механическим способом разделить железо, хром (несмотря на наличие в рудах хромшпинелидов) и никель. Выполненные в 1963 г. лабораторно-технологические исследования показали возможность получения коллективного железо-хромового концентрата, содержащего 53,8% Fe, 2,56% Cr и 0,35% Ni. В результате выполненных лабораторных плавок получен хромистый чугун с 3,5-4,5% хрома и хромистый шлак с 36-38% железа и 35-40% Cr2O3. Промпродукт может быть использован для получения мартеновской стали, а хромистый шлак – для выплавки силикохрома, получения бихромата натрия, цемента и глинозема. Все это обусловливает необходимость отработки инновационной промышленной технологической схемы использования руд Серовского месторождения, тем более что оно расположено рядом с одноименным заводом ферросплавов, который производит около 41% российского феррохрома, большая часть которого из привозного сырья.
2. По марганцевым рудам. На Северном Урале, в западном борту Западно-Сибирской плиты, располагается Северо-Уральский марганцеворудный бассейн, в котором разведано 9 месторождений с общими запасами карбонатных марганцевых руд в 43,3 млн. т, которые учтены Госбалансом, и три месторождения, не учтенные Госбалансом с общими запасами около 7 млн. т. Руды бедные, содержание марганца в карбонатных рудах (почти 99% запасов) не превышает 20-23 %, в окисленных рудах – не более 27%. В связи с этим, а также отсутствием эффективной технологии обогащения и сложными горно-геологическими условиями месторождения в настоящее время не осваиваются. В рудах и вмещающих породах, помимо марганцевых минералов, содержится глауконит (до 30%), фосфоритовые конкреции и оолиты с содержанием Р2О5 до 21%, а также кварц. Очередной тур освоения марганцевых месторождений возможен лишь при разработке технологии комплексного использования руд, включая извлечение фосфатов и глауконита. Последний, как известно, является минералом, обладающим высокой способностью к реакциям катионного обмена, что создает возможность его использования для смягчения жестких вод в ряде отраслей промышленности, а также для производства нетоксичной защитной краски зеленого цвета, стойкой к кислотам и щелочам.
3. По хромовым рудам. На Урале известно не менее 80 массивов ультрамафитов альпинотипного дунит-гарцбургитового формационного типа. Все они в той или иной мере хромитоносны. Наибольшие промышленные скопления хромитов (сотни миллионов и первые миллионы тонн) располагаются в двух массивах – Кемпирсайском (Актюбинская область, Республика Казахстан) и Рай-Изском (Полярный Урал, Ямало-Ненецкий АО). Причем, общие разведанные запасы хромитов на Кемпирсайском массиве почти на два порядка превышают запасы Рай-Иза. На других массивах известны лишь проявления хромитов, а запасы разведанных объектов не превышают первые тысячи, редко первые сотни тысяч тонн. Учитывая возрастающую потребность промышленности в хромовых рудах, особенно металлургических сортов, необходима разработка надежных структурных и геолого-петрологических критериев их прогнозирования и поисков, разделения ультрамафитовых массивов на высоко – и низкопродуктивные.
4. По цветным металлам.
4.1. В округе практически не проводятся поиски новых колчеданных объектов. Выполняемые в небольшом объеме работы на Приполярном Урале (в рамках Комплексного плана «Урал промышленный – Урал Полярный») не привели к серьезным положительным результатам. В то же время, имеется ряд недостаточно изученных перспективных площадей, находящихся в гораздо более благоприятной инфраструктурной обстановке: Саум-Яхтельинский и Павдинский районы (Северный Урал), Александринский район, площади Каменского металлогенического пояса, расположенные между Сафьяновским и Султановским месторождениями, территории, прилегающие к Касаргинскому месторождению (Средний и Южный Урал).
4.2. Постановка на Государственный баланс крупных месторождений молибден-меднопорфировых руд (Михеевского и Томинского) на Южном Урале в Челябинской области показала, что Урал, наряду с традиционной колчеданоносностью, является перспективным и на этот тип оруденения. Необходимо надежное прослеживание структур с молибден-меднопорфировым оруденением с Южного Урала на Средний. Кроме того, недостаточно ясными представляются перспективы некоторых структур Полярного Урала (Кызыгейская, Войкарская площади) на этот тип оруденения.
4.3. В округе не ведутся работы по поискам стратиформного свинцово-цинкового оруденения в карбонатных толщах. Перспективы выявления этого, весьма перспективного, геолого-промышленного типа имеются, в структурах терригенно-карбонатного чехла рифейского и палеозойского уровней, как восточной окраины Восточно-Европейской платформы, так срединных массивов в геосинклинальной области Урала. Представляется целесообразным проанализировать в этом плане имеющийся материал и наметить наиболее перспективные объекты для поисковых работ.
Учитывая достаточно высокий уровень современной обеспеченности разведанными запасами, в том числе запасами распределенного фонда, следует считать, что решение названных проблем призвано обеспечить создание резервного фонда будущих поколений. На возможность создания такого резервного фонда указывают благоприятные соотношения апробированных прогнозных ресурсов и текущих разведанных запасов.
Наряду с обозначенными, имеется еще ряд проблем общегеологического плана.
1. Обеспечение современной геологической основой масштаба 1:юго-западной части Свердловской области, относящейся к восточной части Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. На этих территориях выполняются обширные геофизические работы (сейсморазведка в комплексе с гравиметрической съемкой) на нефть и газ, здесь заложена Аракаевская параметрическая скважина проектной глубиной 5 500 м. Создание современной геологической основы должно обеспечить достоверную геологическую информацию для интерпретации геофизических материалов и результатов бурения этой параметрической скважины.
2. Остается необеспеченной современной геологической основой м-ба 1:вся «зеленокаменная полоса» севера Свердловской области, часть которой относится к южному фасу проектируемой железной дороги Ивдель-Лабытнанги, а также ряд площадей на территории ХМАО-ЮГРЫ и ЯНАО, также находящиеся в этом транспортном коридоре. Проведение ГДП-200/2 этих территорий, включая глубинное изучение состава и строения подчехольного фундамента на доступных глубинах, и создание для них комплектов современных геологических карт должно стать одной из ближайших задач регионального геологического изучения недр.
3. Необходимо вернуться к практике проведения ГСР-50 перспективных площадей. Достаточно напомнить, что в ходе выполнения этих работ на Урале в конце XX века открыты Парнокское марганцевое месторождение (Республика Коми), Сафьяновское колчеданное месторождение (Свердловская область), Березняковское золото-меднопорфировое, Томинское и Михеевское меднопорфировые месторождения (Челябинская область).
4. Для территории Уральского федерального округа отсутствуют единые геологическая карта, карта геологических формаций и карта полезных ископаемых. Составление таких сводных карт масштаба 1:1 000 000, базирующихся на подготовленных и изданных Госгеолокартах-200/2 и -1000/3, должно стать одной из приоритетных задач региональных работ в г. г.
5. Эти сводные карты будут служить основой для составления серии металлогенических и прогнозных карт по черным, цветным и благородным металлам. В свою очередь, металлогенические и прогнозные карты должны обосновать разработку территориальной (окружной) программы дальнейших геологоразведочных работ, скоординированной с «Долгосрочной государственной программой изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы России на основе баланса потребления и воспроизводства минерального сырья».
Табл.
Обеспеченность (лет) разведанными запасами
(по уровню добычи 2009 г.)
Полезное ископаемое
Свердловская область
Уральский федеральный округ
Общими
запасами
Запасами распределенного фонда
Общими
запасами
Запасами распределенного фонда
Уголь,
539,6
18,2
1596,2
112,3
В т. ч., бурый
56,6
18,2
1332,7
112,3
каменный
Нет добычи
Железные руды,
250,5
229,3
260,0
227,4
В т. ч., титаномагнетитовые
245,3
241,2
247,4
241,1
скарново-магнетитовые
213,1
142,7
180,5
124,1
ванадий-железо-медные
555,3
17,4
555,3
17,4
бурые железняки
Нет добычи
сидериты и бурые железняки по ним
–
–
753,6
394,2
железистые кварциты
–
–
Нет добычи
Хромовые руды
13,8
11,3
21,0
18,7
Марганцевые руды
Нет добычи
Медь,
81,6
33,5
81,8
56,7
В т. ч., колчеданные
36,5
33,4
36,5
33,4
медно-скарновые
192,3
38,1
192,3
38,1
ванадий-железо-медные
284,4
14,1
284,4
14,1
медистые глины
17,1
17,1
17,1
17,1
медьсодержащие скарново-магнетитовые
304,5
103,3
304,5
103,3
меднопорфировые
–
–
12054,0
12054,0
Цинк
22,8
22,6
27,5
27,5
Никель
114,0
97,9
80,1
64,6
Бокситы
165,7
146,4
167,8
146,4
В т. ч., девонские
160,5
146,4
161,0
146,4
Золото
35,30
21,20
34,70
27,30
В т. ч., коренные м-ния
28,80
23,20
24,70
21,00
комплексные м-ния
27,50
14,10
43,80
39,10
россыпи
48,10
13,80
60,50
18,30
МПГ
130,3
17,5
130,3
17,5
В т. ч., коренные м-ния
616,5
24,5
616,5
24,5
россыпи
60,9
16,5
60,9
16,5
Уран
–
–
37,8
20,8
Бентонит
–
–
441,1
391,1
В состав Уральского федерального округа входят: Курганская, Свердловская, Тюменская, Челябинская области; Ханты-Мансийский и Ямало-Ненецкий автономные округа.
Площадь округа – 1788,9 тыс. км2.
Центр федерального округа – Екатеринбург.
Урал имеет выгодное экономико-географическое положение. Он занимает центральное положение в стране, располагаясь между индустриально развитыми регионами Поволжья и богатыми природными ресурсами восточными районами. Немаловажное значение имеет близость к рынкам сбыта готовой продукции, которая потребляется как в западных, так и в восточных районах страны. Благоприятное экономико-географическое положение Урала способствует повышению его роли в межрайонном территориальном разделении труда.
Индустриальный комплекс Уральского федерального округа – один из самых мощных в стране. По размеру произведенного валового регионального продукта округ занимает первое место в стране.
Численность населения Уральского федерального округа в 2010 г. составила 12 565 тыс. чел. В округе наблюдается небольшой естественный прирост населения за счет более высокой рождаемости и более низкой смертности по сравнению со среднероссийскими показателями. В значительной степени это определяется более молодой возрастной структурой населения автономных округов.
Уральский федеральный округ – урбанизированный регион. Доля городского населения в 2010 г. составляла 79,29%. Для округа характерна низкая плотность населения, особенно в Ямало-Ненецком и Ханты-Мансийском автономных округах.
Возрастает численность экономически активного населения, в структуре занятости преобладает промышленность. Уровень безработицы в округе несколько превышает среднероссийские показатели (в начале 2010 г. – 7,7%, 2011 – 8,5%). Это объясняется тем, что экономическое положение промышленности остается определяющим фактором, формирующим и изменяющим динамику совокупного спроса па рабочую силу.
Природно-ресурсный потенциал
Природные условия округа чрезвычайно разнообразны. Его территорию на западе занимают Уральские горы, восточнее расположена обширная Западно-Сибирская равнина. Значительная часть округа отличается экстремальными природно-климатическими условиями: 90% Тюменской области относится к районам Крайнего Севера или приравненным к ним. Здесь встречаются различные природно-климатические зоны: арктическая тундра на Крайнем Севере сменяется южнее типичной тундрой и лесотундрой, затем тайгой, лесостепью и степью на юге.
Сельскохозяйственные угодья сосредоточены в наиболее благоприятной для сельского хозяйства Курганской и южной части Тюменской областей; в северных районах они представлены в основном пастбищами и сенокосами. Климатические условия юга позволяют выращивать зерно, картофель, основной набор овощей, грубые и сочные корма.
Природные ресурсы Урала отличаются большим разнообразием и оказывают огромное влияние на его специализацию и уровень развития. Уральский федеральный округ выделяется наиболее развитой нефте-, газо- и горнодобывающей промышленностью, базирующейся на уникальных запасах природного газа и нефти. Здесь же сосредоточены ресурсы марганцевых, железных руд, серебра, меди, цинка, золота. Кроме того, большое значение имеет добыча свинца, никеля, цементного сырья, угля. Имеются перспективы создания средней по масштабам сырьевой базы хромовых руд, развития добычи титана и отчасти фосфоритов. Широко осуществляется камнедобыча.
Топливные ресурсы Уральского федерального округа представлены всеми основными видами: нефтью, природным газом, углем, горючими сланцами, торфом. Наибольшее значение имеют ресурсы углеводородного сырья. В регионе сконцентрировано около 70% российских запасов нефти и 91% запасов природного газа, которые сосредоточены в пределах Ямало-Ненецкого и Ханты-Мансийского автономных округов, включая шельф Карского моря, и относятся к Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. В настоящее время здесь открыто и учтено около 500 нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений.
Основные запасы нефти сконцентрированы в Среднем Приобье. Одним из крупнейших месторождений нефти в России является Самотлорское, открытое в 1965 г. В настоящее время месторождение находится в стадии падающей добычи, его дальнейшая разработка осложняется высокой обводненностью скважин. Из других крупных месторождений надо отметить самые крупные – Тарасовское, Барсуковское, Харампурское. Большое значение имеют Мегионское, Усть-Балыкское, Федоровское, Нижневартовское, Соснинско-Советское, Сургутское, Александровское и другие месторождения.
В регионе есть месторождения тяжелой нефти, в том числе уникальное по величине извлекаемых запасов месторождение – Русское, четыре крупнейших (Северо-Комсомольское, Федоровское, Ван-Еганское, Аянторское), четыре крупных, четыре средних и девять мелких. Разрабатываются только три небольших месторождения. Нефть отличается высокой вязкостью. Из такой нефти при переработке получают моторное и котельное топливо и смазочные масла. Возможно и получение автомобильного бензина, керосина, мазута, дизельного топлива. Отличительной особенностью месторождений тяжелой нефти Западно-Сибирской провинции является то, что они газонефтяные.
Нефть в провинции малосернистая, малопарафинистая, залегает на глубине 800-3000 м в легкобуримых осадочных породах. Себестоимость добываемой нефти самая низкая в стране за счет высокой концентрации запасов, несмотря на удорожающие факторы: вечную мерзлоту, обширные болота, слабое развитие инфраструктуры и пр. За период эксплуатации нефти в Западно-Сибирской провинции увеличилась доля трудноизвлекаемых запасов нефти (до 60%). Многие крупные месторождения уже в значительной степени выработаны. Тем не менее за последние годы в регионе были открыты новые месторождения и новые залежи на уже известных месторождениях. Наиболее значимые новые месторождения – Аржановское, Коттынское, Сергинское, Западно-Чистинное и другие в Ханты-Мансийском автономном округе, а также Северо-Самбурское и Южно-Пямалияхское в Ямало-Ненецком автономном округе. Всего специалисты прогнозируют открытие новых месторождений в этом регионе с запасом более чем 100 млн т. Вместе с тем следует отметить, что качественная характеристика приращиваемых запасов продолжает ухудшаться. Низок уровень извлечения нефти из недр (в среднем около 30%).
Основные ресурсы газа расположены на севере Тюменской области, в Заполярье. В добыче газа доминируют комплексы на базе уникальных месторождений – Медвежьего, Уренгойского, Ямбургского, Иваньковского, Заполярного, Надымского, Тазовского. Наиболее перспективными месторождениями являются месторождения полуострова Ямал. Удаченность этих месторождений от центров потребления (свыше 2 тыс. км) стимулировала развитие высокопроизводительных систем магистрального газопроводного транспорта. Однако очень высока стоимость их сооружения – десятки миллиардов долларов. По мнению многих специалистов, ряд уникальных месторождений полуострова Ямал, расположенных в сфере досягаемости морского транспорта, более целесообразно разрабатывать для производства сжиженного газа или ориентировать на переработку газа в моторное топливо.
Вблизи Урала расположена Березовская газоносная область.
Наиболее крупными по запасам газа неэксплуатируемыми в настоящее время месторождениями являются Крузенштернское, Южно-Тамбейское и Северо-Тамбейское.
Добыча нефти и газа в условиях хрупкой экосистемы Севера наносит очень большой ущерб окружающей среде. Растет число аварий на нефтепромыслах. Происходит техногенное загрязнение подземных и поверхностных вод, атмосферного воздуха, в том числе в результате сжигания в факелах попутного нефтяного газа. Для прокладки нефте- и газопроводов вырубаются леса, при этом наносится непоправимый ущерб флоре и фауне.
Угли добываются преимущественно для энергетических целей, их запасы невелики, преобладают бурые. Уголь залегает близко к поверхности. Основные буроугольные бассейны – Челябинский и Южно-Уральский. Многие угольные месторождения истощены, большая часть потребляемого угля ввозится из других районов. Прогнозные ресурсы Сосьвинско-Салехардского бассейна (на территории Ямало-Ненецкого АО) оцениваются в 18 млн т низкозольных углей.
Месторождения железных руд и руд цветных металлов сконцентрированы в основном в пределах Уральских гор. Потребности района в железных рудах удовлетворяются за счет собственной добычи только на 3/5. Здесь практически нет крупных месторождений, богатые руды (Магнитогорское, Тагило-Кушвинское и другие месторождения) уже истощены, в настоящее время ведется разработка бедных руд Качканарской и Бакальской групп месторождений, в которых сосредоточены 3/4 запасов уральских железных руд. Эти руды одержат 15-17% железа и 0,14-0,17% ванадия. Только благодаря тому, что руды многокомпонентные и содержат также ванадий и титан, добыча их рентабельна. Наиболее крупным из таких месторождений является Серовское месторождение хромоникелевых железняков, прогнозные ресурсы которого превышают 1 млрд т. Закрываются карьеры на Высокогорском ГОКе, Гороблагодатском руднике, Магнитогорском месторождении железных руд. Богатые руды (содержание железа – 40-50%) есть в Свердловской области – в Северо-Ивдельском, Тагило-Кушвинском и Песчано-Ауэрбахском рудных районах. Они были основной сырьевой базой черной металлургии Урала до начала добычи титаномагнетитовых руд.
Урал выделяется большими запасами разнообразных ресурсов цветных металлов. Это и медные руды (Красноуральское, Кировградское, Деггярское и др.), и цинковые (преимущественно медноцинковые), и никелевые (Верхний Уфалей, Реж). Значительные запасы меди как попутного компонента сосредоточены в железорудных месторождениях. На базе месторождений саткинских магнезитов (Челябинская область) работает комбинат “Магнезит”, занимающий исключительное место в металлургическом комплексе России.
Имеются значительные ресурсы алюминиевого сырья (бокситов), сосредоточенные в Североуральском бокситоносном бассейне (Красная Шапочка, Северное, Сосьвинское и другие месторождения). Правда, многие месторождения бокситов уже истощены. Развитие местной сырьевой базы алюминиевых заводов Урала связано с освоением глубоких горизонтов месторождений бокситов, разрабатываемых подземным способом.
Важную роль играет добыча золота, драгоценных и поделочных камней.
Интенсивная эксплуатация недр привела к тому, что многие карьеры достигли своей предельной глубины. В настоящее время возрастает доля подземных горных работ.
Урал обладает крупными промышленными запасами строительного сырья, прежде всего асбеста (Баженовское месторождение Свердловской области), имеются залежи глин, песков, известняков и др.
Значительны лесные ресурсы округа. Свердловская и Тюменская области входят в многолесную зону страны. На севере преобладают хвойные леса: сосна, кедр, лиственница, пихта, ель; на юге, в лесостепи – березы, осины: на болотах – ольха, береза, ива. Леса богаты ягодами: брусникой, черникой, клюквой, голубикой, костяникой и грибами. В промысловом отношении наибольшее значение имеют пушные звери (норка, белый песец, лисица, соболь, белка, ондатра, заяц), копытные (лось, кабан), бурый медведь, водоплавающая птица (утки, гуси) и “боровая” дичь (куропатки, глухари, тетерева, рябчики).
Урал богат и водными ресурсами. Территория федерального округа отличается развитой сетью полноводных рек, повсеместным распространением озер и обилием подземных вод, местами выходящих на поверхность в виде ключей. Крупнейшие реки – Обь и
Иртыш – имеют судоходное значение. Водоемы отличаются сравнительно высокой рыбной продуктивностью и высокоценным составом ихтиофауны. Значительны запасы сиговых и частиковых рыб: сибирского осетра, стерляди, нельмы, щекура, пеляди, ряпушки, муксуна, пыжьяна и сосьвинской селедки.