Минералого-геохимические особенности углей Мугунского месторождения и источники сноса в период их формирования
Об авторах
- 1 — аспирант Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова ▪ Orcid
- 2 — канд. геол.-минерал. наук научный сотрудник Институт океанологии им. П.П.Ширшова РАН ▪ Orcid
- 3 — канд. геол.-минерал. наук старший научный сотрудник Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова ▪ Orcid
- 4 — д-р геол.-минерал. наук профессор Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова ▪ Orcid
Аннотация
Статья посвящена комплексному минералого-геохимическому исследованию бурых углей Мугунского месторождения, расположенного в пределах Иркутского угольного бассейна. Актуальность исследования обусловлена необходимостью рационального использования угольного сырья в условиях растущего интереса к извлечению ценных и потенциально ценных элементов-примесей (в том числе Ge, Ga, Sc, РЗЭ, U и др.) из угля и золошлаков. Целью исследования является выявление закономерностей распределения элементов-примесей в углях и вмещающих породах, установление форм их нахождения, а также реконструкция источников сноса осадочного материала, сформировавшего угленосную толщу. В работе применен комплекс методов, включающий аналитические (рентгеноспектральный и масс-спектрометрический анализы, сканирующая электронная микроскопия) и статистические (корреляционный анализ, анализ главных компонент) методы обработки данных. Установлено, что обогащение углей элементами-примесями обусловлено действием кластогенных, биогенных, диагенетических и эпигенетических процессов. Основные фазы-носители элементов-примесей включают глинистые минералы, в частности каолинит, сульфиды, фосфаты и органическое вещество. Проведен дискриминационный анализ состава терригенных породных прослоев (алевролитов и аргиллитов), залегающих между угольными пластами, по результатам которого реконструированы источники сноса – гранитоиды, кислые и субщелочные вулканиты, распространенные в пределах предгорья Восточного Саяна. Полученные данные позволяют предложить весьма вероятную модель условий углеобразования и прогнозировать распределение элементов-примесей в углях и вмещающих породах.
Область исследования:
Геология
Ключевые слова:
Мугунское месторождение
бурые угли
геохимия
элементы-примеси
зольность
минералогия
PCA-анализ
источники сноса
Финансирование:
Исследование выполнено в рамках Государственного задания МГУ имени М.В.Ломоносова, частичное финансирование за счет Государственного задания ИО РАН (FMWE-2024-0020), Государственного задания ГЕОХИ РАН и ИФЗ РАН.
Литература
- Краснов О.С., Салихов В.А. Перспективы производства дефицитных цветных и редких металлов из угольных отходов в Кузбассе // Цветные металлы. 2007. № 8. С. 8-11.
- Арбузов С.И., Ершов В.В., Поцелуев А.А., Рихванов Л.П. Редкие элементы в углях Кузнецкого бассейна. Кемерово: Кемеровский полиграфкомбинат, 2000. 248 с.
- Краснов О.С., Салихов В.А. Экономическая оценка попутных полезных компонентов угольных месторождений // Записки Горного института. 2013. Т. 201. С. 196-200.
- Jaiswal H., Singh A.K. Coal as a non-conventional resource of rare earth elements (REEs) and trace elements: Benefits and impacts on environment and human health – A review // Results in Earth Sciences. 2025. Vol. 3. № 100064. DOI: 10.1016/j.rines.2025.100064
- Погребицкий Е.О. О некоторых закономерностях распределения германия в углях Донецкого бассейна // Записки Горного института. 1959. Т. 35. Вып. 2. С. 87-103.
- Бембеев Д.Б., Самсонов А.А. Геохимическая характеристика золошлаков из углей Мугунского месторождения (Иркутская область) // Недропользование XXI век. 2024. № 2 (103). С. 28-35.
- Джумаян Н.Р. Условия формирования и качественный состав бурых углей Мугунского месторождения (Иркутский угольный бассейн): Автореф. дис. … канд. геол.-минерал. наук. Ростов-на-Дону: Южный федеральный университет, 2022. 26 с.
- Джумаян Н.Р., Шумилова Т.Г., Светов С.А. Элементы-примеси в углях Мугунского месторождения (Иркутский угольный бассейн) // Химия твердого топлива. 2021. № 6. С. 59-66. DOI: 10.31857/S0023117721060049
- Угольная база России. В 6 томах. Т. III. Угольные бассейны и месторождения Восточной Сибири. Южная часть (Красноярский край, Канско-Ачинский бассейн; Республика Хакасия, Минусинский бассейн; Республика Тыва, Улугхемский бассейн и др. месторождения; Иркутская область, Иркутский бассейн и угольные месторождения Предбайкалья) / Гл. ред. В.Ф.Череповский. М.: Геоинформцентр, 2002. 488 с.
- Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1 000 000 (третье поколение). Серия Ангаро-Енисейская. Лист N-47 – Нижнеудинск. Объяснительная записка. СПб: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2012. 652 с.
- Ziyi Ye, Baoqing Li, Jialiang Cao. Enrichment characteristics and genesis mechanism of critical elements (Nb-Ta-Zr-Hf-REE-Y) in coals: a case study of Late Permian coalfield in Northeastern Guizhou, China // Frontiers in Earth Science. 2024. Vol. 12. № 1520502. DOI: 10.3389/feart.2024.1520502
- Тимофеев П.П. Юрская угленосная формация Южной Сибири и условия ее образования. М.: Наука, 1970. 207 с.
- Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Ценные элементы-примеси в углях. Екатеринбург: УрО РАН, 2006. 538 с.
- Dzhumayan N.R., Nastavkin A.V. Scanning Electron Microscopy of Pyrite from Brown Coal (Mugun Coal Deposit, Irkutsk Basin) // Minerals: Structure, Properties, Methods of Investigation. Springer, 2020. P. 29-34. DOI: 10.1007/978-3-030-00925-0_5
- McLennan S.M., Taylor S.R., McCulloch M.T., Maynard J.B. Geochemical and Nd–Sr isotopic composition of deep-sea turbidites: Crustal evolution and plate tectonic associations // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1990. Vol. 54. Iss. 7. P. 2015-2050. DOI: 10.1016/0016-7037(90)90269-Q
- Юдович Я.Э. Геохимия ископаемых углей. Л.: Наука, 1978. 262 с.
- Павлова Л.М., Шумилова Л.П., Радомская В.И. и др. Сорбция редкоземельных элементов органическим веществом из водных растворов по экспериментальным данным // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2023. Т. 512. № 2. C. 199-206. DOI: 10.31857/S2686739723600923
- Джумаян Н.Р., Силаев В.И., Васильев Е.А. и др. Минералого-геохимические свойства углей Мугунского месторождения (Иркутский угольный бассейн) // Вестник геонаук. 2022. № 2 (326). C. 19-36. DOI: 10.19110/geov.2022.2.3
- Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Неорганическое вещество углей. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. 424 с.
- Foscolos A.E., Goodarzi F., Koukouzas C.N., Hatziyannis G. Reconnaissance study of mineral matter and trace elements in Greek lignites // Chemical Geology. 1989. Vol. 76. Iss. 1-2. P. 107-130. DOI: 10.1016/0009-2541(89)90131-9
- van der Flier-Keller E., Goodarzi F. Geological controls on major and trace element characteristics. Cretaceous coals of Vancouver Island, Canada // Bulletin de la Société Géologique de France. 1991. Vol. 162. № 2. P. 255-265.
- Арбузов С.И., Левицкий В.М. Сравнительная радиогеохимическая характеристика гранитоидов Саянского и Таракского комплексов юго-западного обрамления Сибирской платформы // Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека: Материалы международной конференции, посвященной столетию со дня открытия явления радиоактивности и столетию Томского политехнического университета, 22-24 мая 1996, Томск, Россия. Томск: Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 1996. С. 86-89.
- Лихачев В.В. Редкометальность бокситоносной коры выветривания Среднего Тимана. Сыктывкар: Коми научный центр УрО РАН, 1993. 224 с.
- Seredin V.V., Finkelman R.B. Metalliferous coals: A review of the main genetic and geochemical types // International Journal of Coal Geology. 2008. Vol. 76. Iss. 4. P. 253-289. DOI: 10.1016/j.coal.2008.07.016
- Biswas S., Moroeng O.M., Wagner N.J. Mineralogy and geochemical controls on the distribution of REY-Ga-Se-Nb enrichment in the No. 6 Coal Seam, Soutpansberg Coalfield, South Africa // Ore Geology Reviews. 2024. Vol. 174. № 106310. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2024.106310
- Zhanming Guo, Beilei Sun, Chao Liu et al. Geochemistry of tonsteins and its implications for Li-Zr (Hf)-Nb (Ta) enrichments in Cisuralian coal seams, Shanxi Province, North China // International Journal of Coal Geology. 2025. Vol. 300. № 104697. DOI: 10.1016/j.coal.2025.104697
- Qiuchan Han, Jingjing Liu, Niande Shang et al. Mineralogy and geochemistry of the Middle Jurassic coal in the southern Ordos Basin, China: Responses of element geochemical behavior to climatic changes // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2024. Vol. 648. № 112284. DOI: 10.1016/j.palaeo.2024.112284
- Bo Jiu, Wenhui Huang, Nana Mu. Mineralogy and elemental geochemistry of Permo-Carboniferous Li-enriched coal in the southern Ordos Basin, China: Implications for modes of occurrence, controlling factors and sources of Li in coal // Ore Geology Reviews. 2022. Vol. 141. № 104686. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2021.104686
- Yang Lin, Jing Li, Xuanphu Nguyen et al. Enrichment of rubidium and cesium in upper Triassic coals from the Cam Pha coalfield, NE Vietnam: Implications on sediment source and hydrothermal influence // Ore Geology Reviews. 2025. Vol. 178. № 106484. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2025.106484
- Jidun Sha, Jian Chen, Bofei Zhang et al. Geochemistry of source rock–controlled Late Triassic coal: An example from the Dabaoding Coal Mine in Panzhihua, Sichuan Province, southwestern China // International Journal of Coal Geology. 2020. Vol. 221. № 103431. DOI: 10.1016/j.coal.2020.103431
- Niande Shang, Jingjing Liu, Qiuchan Han et al. Mineralogy and geochemistry of the Middle Jurassic coal from the Hexi Mine, Shenfu Mining Area, Ordos Basin: With an emphasis on genetic indications of siderite // International Journal of Coal Geology. 2023. Vol. 279. № 104384. DOI: 10.1016/j.coal.2023.104384
- Yang Wang, Manli Huang, Yanming Zhu et al. Mineralogy, geochemistry and enrichment mechanism of critical elements (Li and Zr-Nb-Hf-Ta-REY) in the coals from western Guizhou Province, China: Source and sedimentary environment // Ore Geology Reviews. 2025. Vol. 176. № 106402. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2024.106402
- Ильенок С.С., Арбузов С.И. Металлоносные угли Азейского месторождения Иркутского угольного бассейна // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2018. Т. 329. № 8. С. 132-144.
- Ильенок С.С., Арбузов С.И. Минеральные формы редких элементов в углях и золах углей Азейского месторождения Иркутского угольного бассейна // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2016. Т. 327. № 2. С. 6-20.
- Адмакин Л.А., Портнов А.Г. Тонштейны Иркутского бассейна // Литология и полезные ископаемые. 1987. № 3. С. 88-98.
- Arbuzov S.I., Mezhibor A.M., Spears D.A. et al. Nature of tonsteins in the Azeisk deposit of the Irkutsk Coal Basin (Siberia, Russia) // International Journal of Coal Geology. 2016. Vol. 153. P. 99-111. DOI: 10.1016/j.coal.2015.12.001
- Арбузов С.И., Волостнов А.В., Ильенок С.С., Рыбалко В.И. Природа тонштейнов Азейского месторождения Иркутского угольного бассейна // Известия Томского политехнического университета. 2012. Т. 321. № 1. С. 89-97.
- Winchester J.A., Floyd P.A. Geochemical discrimination of different magma series and their differentiation products using immobile elements // Chemical Geology. 1977. Vol. 20. P. 325-343. DOI: 10.1016/0009-2541(77)90057-2
Похожие статьи
Совершенствование конструкции наддолотного калибрующе-эжекционного устройства для повышения эффективности разрушения горных пород в процессе строительства скважин
2026 Д. А. Борейко, Н. Д. Цхадая, Д. Ю. Сериков, В. А. Хламов
Исследование тампонажных растворов с применением хромсодержащего катализаторного шлама для крепления скважин в зоне многолетнемерзлых пород
2026 В. Н. Кучин, Г. В. Буслаев, В. А. Сидоров, О. С. Зубкова
Изоморфная емкость мелилитовых твердых растворов при параметрах пирогенного метаморфизма
2026 Э. В. Сокол, А. С. Половых, С. Н. Кох, И. С. Карпутин, О. А. Козьменко