Учені виявили рідкісні метали в чорних сланцях Кавказу

Учені з Інституту геології та геофізики Міністерства науки і освіти Азербайджанської Республіки відкрили значні запаси рідкісних і рідкоземельних металів у чорносланцевій товщі східного сегменту Великого Кавказу. Дослідження, опубліковане під назвою «On the prospects of identifying rare and rare earth metals in the black shale sequence of the Eastern segment of the Greater Caucasus» у журналі Journal of Geology, Geography and Geocology, провели Рауф Керімов, Дадаш Гусейнов і Теллер Гадірова. Робота базується на аналізі понад 1200 зразків порід, зібраних у регіоні, де раніше вже виявляли родовища кольорових металів.

Дослідження проходило в Азербайджані, зокрема в східній частині Великого Кавказу, яка є частиною Альпійсько-Гімалайського складчастого поясу між Скіфською та Аравійською плитами. Цей регіон характеризується складною геологічною історією: у ранній юрі тут утворилася глибоководна рифтова западина, де накопичувалися глинисті породи завтовшки до 10−11 км. Згодом, у середній і пізній юрі, територія піднялася, перетворившись на острівну дугу. Саме в цих умовах сформувалися чорні сланці, які стали об’єктом уваги вчених через їхній потенціал для накопичення цінних елементів.

Метою роботи було визначити розподіл і концентрацію рідкісних та рідкоземельних елементів (REE) у чорносланцевій формації, а також виявити аномальні зони, перспективні для подальших розвідок. Для цього дослідники застосували сучасні методи аналізу: мас-спектрометрію, нейтронно-активний аналіз у Дубні (Росія), рентгенівську дифракцію та електронну мікроскопію. Зразки порід — сланців, пісковиків і аргілітів — збирали методом поштучного відбору з оголень, охоплюючи різні літологічні типи та зони гідротермальних змін.

Результати показали, що чорні сланці мають значно вищі концентрації рідкоземельних елементів порівняно з іншими породами регіону. У глинистих сланцях середній вміст REE становить 208,76 г/т, у пісковиках — 105,56 г/т, а в аргілітах — 91,45 г/т. Найвищі показники — від 360 до 650 г/т — зафіксовано в зонах контакту з глибинними розломами та гідротермально змінених ділянках. Серед елементів із аномально високими концентраціями — лантан (La), церій (Ce), неодим (Nd), самарій (Sm), а також золото (Au), молібден (Mo), цезій (Cs) і уран (U). У глинистих породах ці значення перевищують світові кларки (середні концентрації у земній корі) у кілька разів.

Причиною такого збагачення вчені вважають сорбційні властивості глинистих мінералів, таких як іліт, каолініт і монтморилоніт, які переважають у складі сланців. Ці мінерали здатні вбирати й утримувати іони металів під час циркуляції гідротермальних розчинів. Крім того, значну роль відіграють аксесуарні мінерали — монацит, сфен і циркон, — які виступають природними концентраторами рідкоземельних елементів. Органічна речовина в сланцях (6−11% за вмістом вуглецю) також сприяє накопиченню благородних металів, зокрема золота, максимальні концентрації якого в кварц-сульфідних жилах сягають 3,46 г/т.

Геохімічний аналіз виявив чітку диференціацію вмісту елементів залежно від типу порід. У глинистих сланцях переважають легкі REE (La, Ce, Nd, Sm), тоді як у сульфідованих зонах зростає частка важких елементів (Yb, Gd, Tb, Lu). Це може свідчити про різні джерела надходження речовини, зокрема через тектонічні розломи, які слугували каналами для міграції гідротермальних флюїдів. Унікальність регіону підкреслюють і структурно-формаційні зони — Метлюта-Ахтичай, Туфан, Сарибаш і Дуруджа, — кожна з яких має свої особливості осадконакопичення та магматизму.

Дослідники наголошують, що чорні сланці східного сегменту Великого Кавказу є перспективними для видобутку не лише рідкоземельних, а й розсіяних металів, таких як кадмій, селен і hafній. Це відповідає глобальному тренду: виснаження багатих родовищ змушує звертатися до великих за обсягом, але менш концентрованих покладів, придатних для відкритої розробки. Світовий попит на REE зростає через їхнє використання в електроніці, енергетиці та оборонній промисловості, що робить подібні знахідки стратегічно важливими.

Робота азербайджанських учених спирається на попередні дослідження регіону, зокрема праці Мамедова (2006), Нейдарова й Новрузова (1984), а також власні публікації Керімова та Гадірової за 2023 рік. Для підтвердження даних зразки аналізували в лабораторіях Азербайджану та Росії, що забезпечило високу достовірність результатів. Отримана інформація вже зараз дозволяє розглядати чорносланцеву товщу як потенційне джерело сировини для промисловості, хоча обсяги запасів і економічна доцільність видобутку потребують додаткових оцінок.