Шестой уклад на редких землях

В России есть уникальное месторождение редкоземельных металлов, без которых полноценное технологическое развитие невозможно. Академик Николай Похиленко предлагает проект его освоения Академический институт может взять на себя функции прикладной науки. По крайней мере, в геологии. Об этом нам рассказал директор Института геологии и минералогии имени В. С. Соболева Сибирского отделения РАН академик РАН Николай Похиленко, в сфере научных интересов которого фундаментальные процессы минералообразования в верхней мантии Земли, процессы генерации расплавов, таких как кимберлит, на больших глубинах, происхождение и процессы образования природных алмазов, минералогия, петрология верхней мантии. Но одновременно — решение прикладных задач, например совершенствование методов поисков алмазных месторождений. Николай Похиленко провел 28 сезонов в геологических экспедициях в арктических территориях Сибири и 13 сезонов в арктических районах Канады.

Нашу беседу Николай Петрович начал с рассказа об уникальном Томторском месторождении редкоземельных металлов, освоение которого он считает важнейшей государственной задачей.

— Современная технология, особенно технология пятого и шестого технологических укладов, немыслима без таких редких и редкоземельных металлов, как тантал, ниобий, скандий, лантан, церий, иттрий, иттербий, европий, самарий, празеодим, гольмий, гадолиний и другие. Они широко применяются при производстве различных материалов, необходимых для скоростного транспорта, автомобиле- и самолетостроения, высотного строительства, электроники и оптоэлектроники, современной энергетики. Например, в самолете пятого поколения используется примерно полторы тонны этих металлов. Легирование сталей ниобием существенно повышает их износо- и коррозионностойкость. Детали из легированных ниобием сталей примерно в три раза меньше весят при тех же конструкционных характеристиках и в пять раз дольше служат. Легированные ниобием рельсы имеют коэффициент термического расширения в четыре раза меньше, чем традиционные. То есть можно делать рельсы длиннее и получать меньше стыков.

И у нас в стране есть выдающееся Томторское месторождение этих металлов. В его руде 18 наименований металлов. Чтобы было понятно качество этого месторождения, его можно сравнить с месторождением Араша в Бразилии, которое сейчас считается самым хорошим в мире по ниобию. Там на тонну руды содержится 23 килограмма ниобия. И помимо ниобия там мало чего другого есть. На Томторе, на участке Буранный, на тонну содержится 63 килограмма ниобия и плюс к ниобию там еще 95 килограммов других редкоземельных элементов. Например, тория там примерно полтора килограмма на тонну, а он становится очень востребованным, потому что в настоящее время в мире активно разрабатываются торий-урановые реакторы. Таких месторождений нигде и ни у кого больше нет. Но промышленность по добыче и переработке этих руд в России практически отсутствует.

— В советское время ее тоже не было?

— В советское время мы занимали среди производителей этих металлов третье место, 15 процентов мировой добычи.

— А где же эта промышленность и месторождения?

— Один комбинат был построен в Усть-Каменогорске, это Казахстан теперь. Другой — в Оше, в Киргизии. И третий в Эстонии. Сейчас у нас ни одного комбината нет. Вот почему мы активно работаем над раскручиванием Томторского месторождения.

— Учитывая объем месторождения, мы сможем поставлять эти металлы и на экспорт?

— Конечно.

— А мы не обрушим все рынки?

— Если по разуму действовать, не обрушим. Хотя, например, китайцы много лет назад обрушили рынок этих металлов специально, чтобы не допустить нас на него в качестве еще одного игрока. И сказали: зачем вам развивать собственную добычу, у нас купите.

    Я еще в 2005–2007 годах доказывал в Роснедрах, в Министерстве природных ресурсов, что надо доразведать и осваивать это месторождение. А мне отвечали: текущее потребление копейки стоит, мы десятки миллионов баксов заплатим и все, что надо, получим, а в Томтор надо десятки миллиардов сразу вложить. А китайцы три года назад приняли закон, который запрещает их компаниям экспорт редкоземельных металлов в сыром виде, только в виде изделий с высокой добавленной стоимостью. И цены на эти металлы резко взлетели.

    Кроме того, мы попадаем в стратегических вопросах в зависимость от поставщиков этих металлов. Помните, был конфликт между Китаем и Японией по поводу каких-то островов, и китайцы сказали японцам: а мы вам не дадим эти самые редкоземельные металлы — и сразу конфликт прекратился. Сейчас без своего сырья, без своей добывающей и перерабатывающей промышленности мечтать о модернизации и развитии наукоемкой промышленности в принципе не приходится.

    Я сказал об участке Буранный, а там еще есть участки Северный и Южный, они по потенциалу, по природным ресурсам, примерно такие же, как Буранный. Причем относительно детальные геологические исследования там проведены на площади около 50 квадратных километров. А весь массив — это около 250 квадратных километров. И поблизости еще два похожих массива есть, которые вообще не изучены.

    Последние лет двадцать у нас на Севере происходит деградация городов и поселков, всей инфраструктуры. Я это вижу, потому что я много работал в тех краях и в советское время, и последние двадцать лет. Я был в Тикси, в Жиганске, я знаю, что там было и что там сейчас стало: разруха полнейшая. Освоение Томторского месторождения будет способствовать и подъему северных территорий.

— И что вы предлагаете?

— Месторождение расположено на северо-западе Якутии, в четырехстах километрах к югу от побережья моря Лаптевых, на водоразделе рек Уджа и Чимара. Километрах в двухстах от месторождения есть река Анабар, а на ней порт Юрюнг-Хая, который можно использовать для перевала руды. На этой же реке, у самого устья Уджи, можно поставить маленькую плавучую, мегаватт так, скажем, на двадцать, атомную электростанцию. И начать осваивать это месторождение. По экономической и геополитической значимости это будет такой же добычной район, как Норильск. Господь сделал нам большой подарок этими металлами. Они всем нужны: японцам, корейцам, европейцам. Пусть участвуют в их добыче при условии передачи современных технологий, потому что мы очень в них отстали. Экономическую эффективность этого месторождения можно оценить, сравнив его с месторождением золота, которое считается эффективным, если на нем добывается пять граммов золота на тонну руды. Это 150 долларов на тонну. А в тонне Томторской руды содержится редких и редкоземельных металлов по нынешним ценам на 11 тысяч долларов в одной тонне. В нашей стране есть интересный человек, Матвей Евсеев — это якутский предприниматель. Очень нестандартный человек. Он депутат якутского парламента и генеральный директор компании «Алмазы Анабара». Он добывает россыпных алмазов примерно на 300–350 миллионов долларов в год. Он и в агробизнесе хорошо себя проявил. На юге Якутии организовал животноводческий комплекс, где производят сыры, мясо, масло. Создал лесоперерабатывающее предприятие, чтобы на месте делать доски, брус. Мы с ним обсуждали проблему освоения Томторского месторождения.

    Чтобы полностью покрыть все потребности промышленности РФ, необходимо примерно 100 тысяч тонн редкоземельной руды. А Матвей Евсеев перелопачивает за год алмазоносных гравийных песков 39 миллионов кубов, если в тонны перевести, это будет где-то под 80 миллионов тонн. Добыть и доставить в порт 100 тысяч тонн для него ничего не стоит.

    У него есть техника, он по зимнику может руду перевезти в Юрюнг-Хая и там складировать. В навигацию, во время северного завоза, сюда подходят суда ледового класса, а назад они идут пустые. Они берут эти 100 тысяч тонн и перевозят в Дудинку, в устье Енисея.

    А там уже на баржах в Железногорск, где расположен Горнохимический комбинат. Там в тесной кооперации с комбинатом работает Институт химии и химических технологий академика Шабанова Василия Филипповича. Они уже разработали технологический регламент для этой конкретной руды. Там первый передел. На комбинате создают установку, на которую губернатор дал 25 миллионов.

    На первом переделе отделяют уран, который дает сравнительно небольшой радиационный фон, торий и скандий. А все остальные редкоземельные металлы, включая ниобий, входят в получаемый полуфабрикат, так называемый поликарбонат. Поликарбонат уже дальше можно везти, он не фонит. И остальные металлы можно получать где угодно, к примеру используя технологии завода химконцентратов, который принадлежит Росатому, у нас, в Новосибирске.

     У них уже есть технология получения чистого и сверхчистого скандия. Им легируют алюминий. Такой сплав можно варить, причем не в аргоне, а обычной сваркой в атмосфере. Этот сплав прочный, как сталь, и не устает. Boeing и Airbus давно уже перешли на эти сплавы. Но Томторское месторождение не единственное в Сибири, от которого мы ждем большого экономического эффекта.

— Расскажите, пожалуйста, подробнее…

— На самом крайнем северо-востоке Красноярского края, на границе с Якутией, есть огромный кратер диаметром около 100 километров, образовавшийся где-то 26 миллионов лет назад, когда туда со скоростью примерно около 30 километров в секунду врезался метеорит размером шесть километров в диаметре. Напомню, что челябинский метеорит был где-то 16–17 метров. В месте, куда упал этот огромный метеорит, были кристаллические породы с большим содержанием графита. И во время взрыва графит перешел в алмазоподобную структуру, зерна которой диаметром до полутора сантиметров состоят из наноразмерных кристаллитов обычного кубического алмаза и лонсдейлита, более плотной и твердой, чем алмаз, модификации углерода. Их еще называют импактными алмазами.

    В 1960-е годы выдающийся ленинградский геолог профессор Виктор Людвигович Масайтис нашел эту структуру, исследовал и первым определил ее природу. Наш сотрудник Сергей Вишневский тоже там работал много лет, эти алмазы выделил и изучил, но толком их технологическими характеристиками никто до последнего времени не занимался.

     Мы начали работать в этом направлении, и сейчас у нас есть несколько тысяч карат этих импактных алмазов. Оказалось, что у импактных алмазов абразивная способность в два с половиной раза выше, чем у обычных. Более того, ряд изделий, которые делали на основе импактных алмазов, типа сверлышек, показали, что при использовании этого сырья они работают гораздо эффективнее. Потому что твердость лонсдейлита в одном из направлений в полтора раза выше, чем у обычного алмаза. Когда мы начали работать с технологами, стало ясно, что импактные алмазы будут востребованы и в добывающей промышленности, в технологии резки сверхпрочных материалов и керамики, в обработке оптических деталей, в строительстве для обработки отделочных материалов — гранита и мрамора.

    Все запасы обычных кимберлитовых алмазов составляют примерно пять миллиардов карат. В этом огромном кратере было разведано два месторождения, занимающие примерно 0,17 процента общей площади кратера. Суммарные запасы разведанных участков составляют 147 миллиардов карат. А прогнозные ресурсы всего месторождения — это триллионы, может быть, десятки триллионов карат. Приезжала к нам делегация из компании Baker Hughes, самой крупной в области создания буровой техники и бурового инструмента, и они сказали, что сейчас общий объем уже изготовленных технических синтетических алмазов, которые делаются в основном в Китае, составляет примерно 11 миллиардов карат. А для импактных алмазов они пока оценивают рынок в три миллиарда карат. И со временем, как они считают, это сырье может последовательно вытеснять синтетику.

— То есть импактные алмазы будут дешевле, чем синтетические?

— Они не дешевле, они эффективнее. Буровая коронка на их основе работает в разы дольше, чем коронка на синтетике.

— Рядовому человеку очень трудно себе представить, что значит открыть месторождение. В чем суть этой работы?

— Поясню на примере алмазных месторождений Якутии. Геологам, в числе которых был и Владимир Степанович Соболев, имя которого носит наш институт, еще в конце 1930-х годов было известно, что в Якутии встречаются изверженные горные породы, близкие по составу к алмазоносным породам Южной Африки — кимберлитам. Отсюда был сделан вывод, что и в Якутии можно найти алмазы.

    Поиски в Якутии шли по берегам рек. Склоны рек со временем под влиянием эрозии, снега, ветра постоянно разрушаются. Вместе с горными породами разрушаются и залегающие в них руды. Кусочки руды сносятся в реку и перемещаются по ее дну на большие расстояния. Если геолог находит вдоль реки рудные обломки, то идет вверх по руслу реки — туда, откуда они принесены, до того места, где рудные обломки уже не попадаются. Значит, дальше надо искать на склонах гор, поднимающихся над руслом речки, на участке, где найдены последние рудные обломки.

     Есть и другой способ поиска по следам движения древнейших ледников. По территории северных стран, таких как Канада, Швеция, Норвегия, Финляндия, а также некоторых районов России в ледниковые периоды, десятки тысяч лет назад, передвигались ледники. Они надробили и переместили много обломков горных пород и отложили их на всем пути своего движения. В обломках этих пород — валунах — находят и включения руд и далее, отслеживая пути передвижения валунов, определяют положение месторождения.

    С использованием в том числе и этого метода в 1990-е годы нам удалось найти в Канаде месторождение алмазов, нестандартное по геометрии рудного тела и составу алмазоносных кимберлитов: необычный, полого залегающий кимберлитовый пласт, силл, а не кимберлитовую трубку, причем в том районе, на котором ранее поставили крест геологи компании De Beers, а затем и канадские геологи. Это было в районе озера Снеп-Лейк в провинции Слейв (северо-западные территории). На сегодняшний день оно признано крупнейшим месторождением, обнаруженным в Северной Америке.

— Что такое кимберлитовая трубка?

— Кимберлитовые трубки возникли как результат извержения древних вулканов и представляют собой гигантских размеров столб, заканчивающийся в верхней части у поверхности земли раздувом конической формы. Такому извержению предшествует образование на больших глубинах, скажем, на глубине 250 километров, расплава магмы, в котором растворяется большое количество углекислого газа, воды и других летучих веществ, поднимающихся по трещине до глубины где-то пять километров. Давление на этой глубине падает, и магма начинает вскипать из-за выделения летучих веществ. В результате происходит взрыв, который простреливает толщу земли и образует воронку. Эта воронка заполняется магмой. А магма идет с тех глубин, где образуются алмазы. Алмазы образуются из атомов углерода под большим давлением. Как правило, от 45 до 60 тысяч атмосфер и на большой — от 125 до 200 километров — глубине.

— А какова глубина, на которой образуются алмазы?

— До 250 километров. Но глубже, чем на глубине полтора километра, их не возьмешь.

— Как вы оказались в Канаде?

— В 1994 году меня пригласила компания Winspear Resources Ltd — им был нужен эксперт-консультант, который смог бы направлять поисковые работы. Дело в том, что вслед за открытием в 1991 году первых алмазных трубок на северо-западных территориях Канады началась алмазная лихорадка. Образовалось что-то около 260 компаний. Но к 1994 году осталось 62, остальные разорились. И когда я туда приехал, компания, которая меня пригласила, тоже испытывала финансовые трудности. Инвесторы уходили, денег мало. Я посмотрел, как они работают, остатки волос у меня дыбом встали: никаких серьезных специалистов, все по наитию. Я осмотрел их лицензионные площадки и выбрал участок, который был отвергнут De Beers. Мои канадские хозяева к этой идее отнеслись без восторга: блажит русский, но все же дали возможность поработать там три дня. На территории 2,5 тысячи квадратных километров. По нашим якутским меркам это два года работы и 100 человек с геофизиками и горняками. А у меня было два помощника, которые алмазы никогда не искали. И вертолет. Но перед началом работы я четыре вечера и часть четырех ночей потратил на анализ тех весьма скудных материалов, которые имелись по участку, и составил план работы ровно на три дня.

     Однако свой первый день я потратил на работу, которую сам не собирался делать, — выполнял приказ руководства компании — и в начале второго дня я осмотрел с вертолета точки, которые хотел проверить, и оценил, что можно сделать за оставшиеся для работы два дня. Довольно быстро удалось увидеть, в чем ошиблись мои предшественники. Они, в частности, неправильно определили направление движения ледника. В одной из трех выбранных для проверки точек я нашел в нужном месте силл — ледниковые отложения, которые остаются, когда ледник тает и снег уходит. Взял образец, пол-лотка, промыл, смотрю — куски кимберлита лежат, то есть трубка рядом. Часа три еще мне потребовалось, чтобы засечь положение трубки. А дальше уже дело техники. Но вначале мы это обмыли. И уже в двенадцатом часу ночи позвонили президенту компании. А тот чувствует, что звонит поддатый человек, решил, что это плохая шутка. Утром снова пришлось звонить.

     Через день туда прилетел самолет, полный корреспондентов и инвесторов. А потом приехали два специалиста из De Beers, я с ними поговорил, рассказал, показал все. Они только руками развели. Однако кимберлиты найденной трубки оказались с низким содержанием алмазов, и потребовалось еще четыре года упорной работы, с надрывом, временами на грани банкротства компании, с борьбой с не верящими в успех инвесторами и коллегами геологами, чтобы наконец прийти к желанному и большому открытию, которым можно гордиться — месторождений алмазов подобного типа до нас никто не находил.

— Бывают такие случаи, когда алмазы находят прямо на поверхности?

— Да. Я в Якутии, в лопате, видел алмазы. И когда нашли месторождение в Канаде, сделали небольших два карьерчика, оттуда взяли пробу, шесть тысяч тонн, из этой пробы взяли немного измененного кимберлита, промыли в лотке и нашли алмаз в полтора карата.

— Насколько вообще у нас Россия изучена геологически?

— В советское время геологи очень хорошо потрудились, но сейчас, к сожалению, эти работы фактически не ведутся, потому что у нас геологическая служба развалена в 1990-е годы, как и большая часть всей отраслевой науки.

— А сама служба, которая должна этим заниматься, сейчас есть?

— Занимаются этим Роснедра. Но сейчас в среднем из 25 геологов, которые были в советское время, один остался. В основном это люди в возрасте, и реальных работ очень мало ведется. Есть геологические службы у «Роснефти», у других добывающих компаний, но они ведут работы либо в пределах уже открытых месторождений, либо на лицензионных площадях, а на больших территориях в интересах государства ведут работу геологические службы, как в Канаде, например; такого у нас сейчас нет.

— Воссоздать эту службу можно? Как вы думаете?

— Если у руководства страны есть политическая воля модернизировать экономику, развивать высокотехнологичную промышленность, то надо воссоздать. Ведь то, что было поставлено на баланс в советские времена, истощается, и надо искать новые месторождения. И воссоздавать надо не только геологическую службу, но и отраслевую науку, разгромленную в 1990-е годы. Например, у нас в Новосибирске было три института Министерства цветной металлургии, сейчас нет ни одного. Все они были акционированы, распроданы, сейчас там склады разные, ничего не работает.

В конце 1970-х в Новосибирске был создан институт Гипроцветмет: новейшее оборудование, реакторы, фильтры, центрифуги. Все кипело, шкворчало, а потом бабах — и ничего. Мы хотели купить за 50 миллионов их цех с остатками оборудования для переработки Томторских поликарбонатов, но нам не дали денег. А сейчас в этом цеху будут делать поликарбонат для теплиц. Поставят там китайские линии.

— Какова может быть в этом роль академических институтов?

— Академия наук — это в первую очередь, конечно, фундаментальные исследования, но по очень многим направлениям мы уже активно занимаемся тем, чем раньше у нас занималась прикладная наука, потому что генерировать знания, которые не находят применения, обидно.

Например, я понимаю, как образовались алмазы и какие есть критерии, чтобы проводить прогнозную оценку территории. Но надо же проверять эти критерии. И сейчас у нас есть контракт с Роснедрами, по которому впервые в истории наш академический институт стал головной организацией в прогнозно-оценочных, то есть прикладных, исследованиях. Вместе с нами его выполняют еще два института, которые входят в систему Роснедр: ЦНИГРИ — Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт алмазов и благородных металлов и СНИИМС — Сибирский научно-исследовательский институт геологии, физики и минерального сырья.

    Я считаю, что на тех направлениях, где Академия наук имеет возможность и желание подставить плечо отраслевой науке, она должна это делать. А там, где отраслевой науки просто нет, Академия должная взять на себя ее функции. Это наш гражданский долг, и без этого мы будем вхолостую работать. Кроме того, мы у себя генофонд тех ушедших прикладных отраслей сохранили и можем подготовить специалистов, которые туда вернутся, когда придет время, и будут уже на современном уровне решать задачи.

    И мы делаем то, что они уже разучились делать. Мы до десяти полевых отрядов посылаем на всю Сибирскую платформу. Работает молодежь. И ребята растут быстро, инфантилизм, присущий молодежи, махом на Севере улетучивается.

— Молодежь сейчас не очень, как мне кажется, ходить пешком любит…

— Идут, идут, они на Севере себя уважать начинают и быстро защищаются. У меня в прошлом году были две докторские защиты, одному 36, другой 37 лет, для геологов это очень рано. Пробы пород смотрят и одновременно делают фундаментальную науку, потому что они получают информацию и исходный материал, который по-другому бы не получили.

— А почему вашему институту удалось сохраниться, а прикладным не удалось?

— В выживании нашего института большую роль сыграло алмазное направление, которым занимался я. Моя лаборатория была создана в 1985 году. Деньги тогда выделили нормальные. Были заключены договоры с экспедициями Министерства геологии и с геологическими службами объединения «Якуталмаз». Когда начались 1990-е, экспедиции стали разваливаться, их начали переводить в АК «Алроса», но там тоже первое время очень тяжело было, они своим рабочим по четыре-пять месяцев не платили зарплату. И у нас денег не стало, я за два года потерял 11 человек. Один из моих учеников ушел в De Beers работать. Его взяли с удовольствием, сейчас у него своя компания небольшая.

    Другой сначала в Намибию уехал, потом где-то в Танзании работал, был в канадской компании главным геологом. Остальные кто куда. Было плохо. Я чувствовал, что надо что-то делать, иначе все развалится. И первый шаг, который помог нам сохраниться, — это договор с АК «Алроса» о создании в Новосибирске совместной лаборатории, в которой вели прикладные и фундаментальные исследования, интересные для этой компании. И я туда устроил из нашего института человек пятьдесят, они получали вторую зарплату, которая раза в два была больше, чем в институте. А в 1994 году я поехал в Канаду.

— Вы продолжали работать и в Академии?

— Конечно. В Канаде я работал летом. И в Канаду я возил человек десять своих сотрудников. И в институт деньги шли, нам платили за исследования образцов геологических материалов.

    А в 2001 году, после уже состоявшегося открытия, когда стало ясно, что это месторождение первого класса, мне предложили в Канаде вторую позицию в компании — первого вице-президента. И сказали, что берут всех, кто со мной работал в компании. Я отказался. Хотя, честно скажу, что в начале 1990-х я колебался. В 1993–1994 годах меня очень сильно приглашали остаться работать в Вашингтоне в Институте Карнеги. Организация весьма солидная. Если у нас на всю Россию сейчас один лауреат Нобелевской премии, то там менее чем на 200 человек сотрудников было семь лауреатов Нобелевской премии.

    В 1994 году я даже жену, которая тоже геолог, привез туда с собой. И она говорит: хорошо, но как быть с лабораторией, с ребятами, которых ты сам учил, которые тебе верили? Это было бы предательство, и я отказался. Правда, с 1991 по 1997 й каждый год ездил туда на два с половиной — три месяца работать, много чего там сделал, многому научился у ныне покойного академика Бойда, Джо Бойда, как его называли коллеги и друзья, ученого и человека мирового класса, я его считаю одним из своих учителей. И теперь мне обидно, когда говорят, что надо вернуть тех, кто тогда уехал, чтобы нас учить.

— Сколько зарабатывает геолог-поисковик сейчас в России?

— Конечно, не столько, сколько в Канаде. Геологи наши получают сейчас где-то 120 тысяч. А начальник отряда 180 тысяч.

— А средняя зарплата научного работника у вас в институте?

— У молодого специалиста сейчас примерно 35–36 тысяч. Доктор наук где-то 80–85. Но это среднее, потому что есть молодые активные доктора, они и 120, а некоторые и 150 зарабатывают. А есть у нас доктора, которым уже по 75–80 лет и более лет: они нас учили, с нами работали, и мы их оставляем на 0,25 ставки, на 0,5 и доплачиваем из внебюджетных средств, если они активно работают и публикуются. Например, у меня в лаборатории работает Лев Шарифович Базаров, человек, который получил закрытую Государственную премию за разработку топлива для «Сатаны», за это у него еще и орден Трудового Красного знамени. Работает потихонечку, но здоровья уже нет, 82 года, но такие люди — гордость и слава нашей страны и ее науки, и мы просто обязаны отдавать им наш долг. Мы имеем возможность это делать, потому что в дополнение к бюджетным средствам, которые составляют примерно 245 миллионов в год, мы зарабатываем еще столько же на грантах и хоздоговорах.

Александр Механик