Геолого-экономическая оценка месторождений подземных промышленных вод (стр. 7 )

Краткий обзор распространения подземных промышленных вод свидетельствует о том, что СССР обладает большими ресур­сами подземных вод и рассолов, обогащенных рассеянными эле­ментами и редкими металлами. В подземных водах некоторых районов СССР концентрации промышленно ценных компонентов часто превышают концентрации одноименных компонентов в водах некоторых эксплуатируемых месторождений зарубежных стран.

К настоящему времени республиканскими и территориальными производственными и научно-исследовательскими организациями выполнена региональная оценка прогнозных ресурсов и эксплуата­ционных запасов подземных промышленных вод во всех известных районах их распространения. Во Всесоюзном научно-исследова­тельском институте гидрогеологии и инженерной геологии (ВСЕГИНГЕО) обобщены результаты этих работ и составлена Сводная карта прогнозных ресурсов и эксплуатационных запасов гидроминерального сырья СССР масштаба 1:2500000. Эти иссле­дования дали возможность:

1) выявить основные гидрогеохими­ческие закономерности распространения подземных промышлен­ных вод;

2) изучить особенности динамики подземных глубоких горизонтов крупных артезианских бассейнов и закономерности из­менения по площади и с глубиной фильтрационных параметров основных водоносных комплексов и горизонтов;

3) установить связь основных гидрогеохимических закономерностей с особеннос­тями динамики подземных вод, положением областей создания напора и разгрузки глубоких водоносных горизонтов;

4) охарак­теризовать и схематизировать гидрогеологические условия при­менительно к гидродинамическим расчетам;

5) выполнить оценку прогнозных ресурсов и эксплуатационных запасов промышленных подземных вод гидродинамическими методами на геолого-эконо­мической основе.

Большой объем гидрогеохимических исследований и построений, выполненных при оценке и картировании ресурсов подземных промышленных вод, существенно расширил представления о по­тенциальных возможностях использования глубоких подземных вод в качестве гидроминерального сырья. Установлено и подтверждено гидрогеологическими и геолого-экономическими расчетами, что высокоминерализованные воды и рассолы, свойственные глубоким частям крупных артезианских бассейнов, характеризуются, как правило, наличием повышенных концентраций не одного-двух, а нескольких полезных для промышленного извлечения компонентов в разнообразных для различных бассейнов сочетаниях (табл. 8). Это предопределяет возможность использования подземных про­мышленных вод в качестве комплексного гидроминерального сырья для извлечения рассеянных элементов, редких металлов и мине­ральных солей, что, в свою очередь, влечет снижение себестоимос­ти конечной продукции и повышение рентабельности предприятий по добыче и переработке промышленных вод.

Помимо улучшения технико-экономических показателей произ­водства, комплексное использование гидроминерального сырья при применении малоотходной технологии его переработки способ­ствует решению проблемы сброса отработанных промышленных вод и охраны окружающей природной среды.

Таблица 8

Сочетания полезных компонентов в промышленных водах крупных артезианских бассейнов

Характерные районы (бассейны) распространения подземных промышленных вод	Элементы	Характерные районы (бассейны) распространения подземных промышленных вод	Элементы
Восточно- Предкавказ - ский, Южно-Таджикский	I, Br,. Sr, Cs,	Московский	Br, Sr
В, Rb
Амударьинский, Волго-Камский, Припятский	I, Br, Sr, В, Rb	Прибалтийский	Br, Sr
Тунгусский	Br, Sr, B, Rb, Cs	Западно-Туркменский, Куринско-Апшеронский	I. Br, Sr
Ангаро-Ленский, Мангы­шлак-Устюртский, Пе­чорский, Днепровско-До­нецкий	Br, Sr, B, Rb	Западно-Сибирский, Са­халинский	I, Br

Многокомпонентные промышленные подземные воды формиру­ются во многих артезианских бассейнах Восточно-Европейской (Волго-Камский, Тимано-Печорский, Припятский, Московский, Днепровско-Донецкий), Восточно-Сибирской (Тунгусский, Якут­ский, Ангаро-Ленский), Скифско-Туранской (Восточно-Предкавказ-ский, Азово-Кубанский, Мангышлак-Устюртский, Амударьинский) платформенных областей, а также в отдельных артезианских бас­сейнах молодых прогибов альпийской складчатости (Южно-Тад­жикский, Ферганский). Наличие комплекса редких и рассеянных элементов сочетается в ряде районов с высокими концентрациями. Однако сведения о числе полезных компонентов и их концентра­циях без учета комплекса гидрогеологических факторов, харак­теризующих фильтрационные свойства водовмещающих пород, их водопроводимость и водообильность, глубину залегания, а также экономических показателей добычи и переработки промышленных вод недостаточны для оценки перспектив того или иного бассейна, района или месторождения.

Дополнительным источником редких элементов могут служить попутные воды, добываемые вместе с нефтью и другими полезными ископаемыми. Эти воды, являясь частью пластовых вод артезиан­ских бассейнов, часто содержат повышенные концентрации йода, брома, лития, бора, стронция, магния, рубидия, цезия, гер­мания и др. Однако практическое использование попутных вод затрудняется по следующим причинам. Во-первых, количество попутных вод (обычно незначительное по сравнению с запасами месторождений собственно гидроминерального сырья) целиком определяется режимом эксплуатации месторождений полезных ископаемых, в частности нефтяных залежей; во-вторых, повсемест­ная эксплуатация нефтяных месторождений с поддержанием плас­тового давления путем законтурной или внутриконтурной закачки воды в разрабатываемые горизонты приводит (или будет приво­дить) к разубоживанию попутных вод и ухудшению их качества как гидроминерального сырья. В-третьих, попутные воды нефтяных месторождений требуют очистки от нефтепродуктов и нафтеновых кислот, стоимость которой сопоставима со стоимостью добычи и переработки гидроминерального сырья. Последнее, как свидетель­ствует практический опыт, значительно увеличивает себестоимость продукции по сравнению с той, которую получают при использо­вании чистых пластовых вод.

Таблица 9

Добыча редких элементов и минеральных солей в развитых капиталистических и развивающихся странах

Товарная продукция	Общая добыча, тыс. т/год	Добыча из гидроминерального сырья
тыс. т/год	% от общей добычи	млн. дол.
Поваренная соль	120000	36000	30	360
Калийные соли	16000	1400	9	210
Сода	35000	3500	10	290
Сульфат натрия	4600	1400	30	15
Хлорид кальция	2700	600	22	300
Бор (В2О3)	1000	250	25	200
Бром	350	320	90	210
Магний	200	50	25	100
Литий (карбонат)	40	17	30	340
Йод	13	11	85	170

В СССР из подземных вод в промышленных масштабах добы­вают пока только йод и бром. Целесообразность более широкого использования глубоких подземных вод в качестве гидроминераль­ного сырья определяется рядом преимуществ этого вида полезных ископаемых по сравнению с традиционными рудными месторождениями. Эти преимущества сводятся к следующему: 1) промышлен­ные воды характеризуются широким распространением, что опре­деляет возможность выбора участков для разведки и промышлен­ного строительства с учетом не только экономических, но также социальных и экологических факторов; 2) разработка месторож­дений осуществляется скважинами и не требует проведения капи­талоемких горных работ, переработки и обогащения большой массы горных пород; 3) промышленные воды во многих случаях имеют высокую температуру и газонасыщенность, что предопре­деляет возможность и целесообразность попутного использования их теплового потенциала, а иногда и попутного горючего газа; 4) эксплуатация гидроминерального сырья скважинными водо­заборами позволяет автоматизировать систему разработки место­рождений с использованием современной техники и электронных вычислительных машин; 5) широкое распространение подземных промышленных вод обеспечивает постоянство качества сырья и содержания полезных компонентов в течение всего периода эксплуатации месторождений.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД ЗА РУБЕЖОМ

В ряде развитых капиталистических стран (США, Японии, Италии, ФРГ и др.) достигнуты определенные успехи в использо­вании гидроминерального сырья, добыча редких элементов и мине­ральных солей из которого в денежном выражении превышает 2 млрд. дол. в год (табл. 9). Пока удерживает первое место в мире по производству из гидроминерального сырья: США — лития (около 16 тыс. т/год карбоната), брома (до 190 тыс. т/год), ок­сида магния (до 750 тыс. т/год), поваренной соли (около 16 000 тыс. т/год); Япония — йода (до 7,5 тыс. т/год); Италия — боратов (около 35 тыс. т/год) и т. д. Сохраняется тенденция к расширению использования различных видов гидроминерального сырья для промышленного производства редкометалльной и химической продукции.

Таблица 10

Основные виды гидроминерального сырья капиталистических и развивающихся стран

Подтип	Класс	Подкласс	Ценные элементы	Примеры
А. Природ­ные	Подземные	Гидротермы межконтинен­тальных рифтовых зон	СаС12, СО2 (NaCl, Zn, Cu, Pb, Fe, Ag, Li, Br)	Атлантис П (Красное море) Солтон-Си (шт. Калифор­ния)
Гидротермы островных дуг и областей альпийской склад­чатости	B, NH4 (Ge, W, Cs, Li, As)	Япония, термы Тосканы (Италия)
Рассолы и воды артезиан­ских бассейнов	NaCl, KC1, CaCl2, Mg, Br, I (Li, Cs, Sr, B)	Шт. Мичиган (США) Преф. Ниигата (Япония)
Рассолы современных солеродных бассейнов	NaCl, Na2CO3, K, Li, Br, В (W, Rb)	Серлз (США), Натрон (Вост. Африка)
Поверхност­ные	NaCl, KCI, K2SO4, Na2SO4, Mg, Br (Rb, Li)	Большое Соленое озеро (США)
NaCl, CaCl2, Mg, K, Li (S, Rb)	Сильвер-Пик (США)
Морские воды	NaCl, CaSO4, Mg, Br, К (U, Li, B, D2O)	США, ФРГ, Япония
Б. Природ-но-техноген-ные	Сточные воды и рассолы: нефтепромыслов теплоэнергетических уста­новок	Br, I CaCIa (NaCl, Zn, Pb, Fe, Ag, Li)	Шт. Оклахома (США) Солтон-Си (США)
солепромыслов и калийных предприятий	Br, B, Rb	ФРГ, Франция
опреснительных установок	NaCl	Япония

Примечание. В скобках указаны элементы, технологическое извлечение которых осваивается.