Благородные металлы и рений в черных сланцах Прибалтийского палеобассейна

БЛАГОРОДНЫЕ МЕТАЛЛЫ  
И РЕНИЙ В ЧЕРНЫХ СЛАНЦАХ 
ПРИБАЛТИЙСКОГО 
ПАЛЕОБАССЕЙНА

ИЗДАТЕЛЬСТВО САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

УДК  552:553
ББК  26.30
 
Б68 

Реценз ен ты: д-р геол.-минерал. наук, гл. науч. сотр. Г. А. Мизенс  
 
(Ин-т геологии и геохимии УрО РАН);  
 
д-р геол.-минерал. наук, гл. науч. сотр. С. М. Жмодик  
 
(Ин-т геологии и минералогии СО РАН)

Рекомендовано к публикации Научной комиссией  
в области наук о Земле и смежных экологических наук  
Санкт-Петербургского государственного университета

Б68
Благородные металлы и рений в черных сланцах Прибалтийского палеобассейна / Е. Г. Панова, С. Ю. Енгалычев, Я. Ю. Фадин, Г. А. Олейникова. — 
СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2022. — 152 с. 
ISBN 978-5-288-06200-1

Оценено содержание благородных металлов и рения в черных сланцах нижнего палеозоя Прибалтийского палеобассейна на территории России (Ленинградская область), 
Эстонии и Швеции. Рассмотрены закономерности накопления благородных металлов, 
рения и 25 элементов-спутников в органической, глинистой и алевропесчаной составляющих сланца. Выявлено распределение этих элементов в конкреционном комплексе (карбонатных, сульфидных, фосфатных и силикатных конкрециях). Определены минеральные, сорбированные и коллоидно-солевые формы нахождения химических элементов. 
Оценен геохимический потенциал углеродсодержащих пород в качестве комплексного 
источника сырья для получения Au, Pt, Pd, Re, U, V, Mo, Cu, Ni.
Книга адресована геологам, минералогам и геохимикам, а также может быть использована в курсах лекций и при проведении практических занятий для студентов и 
магистрантов направления «Геология» в СПбГУ по дисциплинам «Геохимические индикаторы генезиса осадочных пород» и «Геохимия осадочных пород», при прохождении учебных и производственных практик в районах распространения осадочных пород.

УДК 552:553
ББК 26.30

Проект-победитель ежегодного открытого конкурса  
научных изданий СПбГУ

  
© 
Санкт-Петербургский государственный  
 
 
университет, 2022
 
© 
Е. Г. Панова, С. Ю. Енгалычев, Я. Ю. Фадин,  
ISBN 978-5-288-06200-1 
 
Г. А. Олейникова, 2022

Оглавление

Введение ..........................................................................................................................  
5

Глава 1. Благородные металлы и рений в черносланцевых формациях ....  
7

1.1. Вопросы терминологии ........................................................................  
7

1.2. Черносланцевые формации мира ......................................................  
9

Глава 2. Краткий геологический очерк района работ  ......................................  
24

2.1. Общие сведения о геологическом строении региона ...................  
24

2.2. Использование черных сланцев .........................................................  
40

Глава 3. Материал и методы исследования .........................................................  
49

Глава 4. Характеристика черных сланцев района работ ..................................  
57

4.1. Структурно-текстурные особенности сланцев .................................  
57

4.2. Алевропесчаная, глинистая и органическая составляющие 
черных сланцев .......................................................................................  
61

4.3. Конкреционный комплекс пород .......................................................  
74

Глава 5. Геохимические особенности черных сланцев… Прибалтийского 
палеобассейна  ..............................................................................................  
84

5.1. Макроэлементный состав сланцев .....................................................  
84

5.2. Благородные металлы, рений и элементы-спутники в черных 
сланцах ......................................................................................................  
88

Глава 6.  Формы нахождения благородных металлов и рения…  
в черных сланцах Прибалтийского палеобассейна  ..........................  
106

6.1. Минеральные формы элементов .......................................................  
107

6.2. Безминеральные формы элементов ..................................................  
108

Глава 7. Оценка черных сланцев Прибалтийского палеобассейна… в качестве 
комплексного источника рудного сырья ..............................................  
125

Заключение .....................................................................................................................  
132

Литература ......................................................................................................................  
135

Введение

Повышенный интерес к благородным металлам и рению связан с расширением сферы их использования, а также их важным статусом стратегического 
и валютного сырья. В Российской Федерации золото, платиноиды, серебро 
и рений внесены в перечень основных видов стратегического минерального 
сырья наряду с нефтью, природным газом, ураном, алмазами, вольфрамом 
и другими элементами.
Последние годы наблюдается истощение запасов и рудной базы платиноидов при ее качественном ухудшении и постоянном падении их добычи. 
Потребление промышленностью платиновых металлов постоянно растет, что 
вызвало принятие в 1993 г. государственной научной программы «Платина 
России».
В связи с истощением запасов богатых руд благородных металлов актуальными становятся разведка и использование новых нетрадиционных источников — объектов с низким содержанием металлов в руде. При этом акцент 
делается на глубокой переработке руды и комплексном извлечении металлов. 
Поэтому важной задачей геохимических исследований является выявление 
форм нахождения элементов и их распределения в пределах объекта. 
Выдержанный горизонт углеродистых (черносланцевых) пород раннепалеозойского возраста известен в разрезе осадочного чехла северо-западной 
части Восточно-Европейской платформы в обрамлении Балтийского щита. 
Горизонт углеродистых сланцев Є3–О1 в пределах Прибалтийского палеобассейна тянется из Южного Приладожья в Ленинградской обл. через Северную 
Эстонию и прослеживается на территории Южной Швеции. Условно можно 
выделить восточную часть палеобассейна — территория Ленинградской обл. 
и Эстонии; и западную — территория Швеции в районах Кванторп, Латорп, 
Киннекулле, Биллинген, Тиммерсдала, Халлеберг, Ханнеберг и Эланд.
Особенностью углеродистых сланцев является их обогащенность углеродистым веществом и значительным количеством урана, ванадия и халькофильных элементов [Юдович, Кетрис, 1994; Иванов, 1997; Кушнеренко и др., 
2004; Вялов и др., 2010; Беленицкая и др., 2015; Andersson et al., 1985; Lavergren, 

Введение
6

2008; Hade, Soesoo, 2014; Voolma et al., 2013]. Рядом авторов отмечалось повышенное содержание в них благородных металлов [Коробейников, 1999; Гурская, 2000; Додин и др., 2000; Чернышов и др., 2007; Шпирт и др., 2007; Вялов 
и др., 2010; Беленицкая и др., 2015; Kucha, 1982; Jaffe et al., 2002; Canet et al., 2004; 
Yu et al., 2009; Hannah et al., 2012].
Однако комплексного систематического изучения распределения благородных металлов и рения в черных сланцах Прибалтийского палеобассейна 
в целом не проводилось. Не были изучены формы нахождения этих элементов. 
Эстонские и шведские объекты ранее не рассматривались в качестве потенциального источника благородных металлов и рения.
Монография посвящена выявлению закономерностей распределения 
благородных металлов, рения и ассоциирующих с ними химических элементов-спутников, а также определению форм их распределения в углеродистых 
сланцах Прибалтийского палеобассейна для выявления перспективности их 
использования в качестве комплексного источника рудного сырья.
Основные задачи исследования: 
1) анализ распределения благородных металлов, рения и элементов-спутников в углеродистых сланцах; 
2) выявление форм их нахождения в черных сланцах и конкреционном 
комплексе; 
3) оценка возможности использования сланцев Прибалтийского палеобассейна в качестве комплексного источника рудного сырья.

Авторы благодарны студентам СПбГУ, участвующим в полевых экспедициях на территории России, Эстонии и Швеции. Неоценимую помощь при 
проведении полевых работ оказали проф. Бернт Аллард (Швеция) и проф. 
Альвар Соесоо (Эстония).
Глубокую благодарность выражаем сотрудникам отдела геологии горючих 
полезных ископаемых ФГБУ «ВСЕГЕИ» В. И. Вялову, Г. М. Волковой, Г. С. Искюлю, А. А. Чернышеву и Е. П. Шишову за участие в проведении полевых работ 
и ценные советы. За помощь при выполнении аналитических исследований 
благодарим сотрудников лабораторий ВСЕГЕИ (Санкт-Петербург), ДВГИ ДВО 
РАН и Ресурсных центров СПбГУ «Геомодель», «Нанотехнологии», «Методы 
химического анализа вещества», «Рентгенодифракционные методы исследования» и «Микроскопия и микроанализ». Выражаем признательность рецензентам Г. А. Мезенсу и С. М. Жмодик, чьи советы значительно улучшили рукопись. 
Авторы благодарят сотрудников Издательства СПбГУ за профессионализм, доброжелательное отношение и поддержку, а также редактора Н. И. Сочивко за помощь в подготовке рукописи к изданию.

Глава 1

БЛАГОРОДНЫЕ МЕТАЛЛЫ И РЕНИЙ 
В ЧЕРНОСЛАНЦЕВЫХ ФОРМАЦИЯХ

1.1. Вопросы терминологии

Анализ публикаций, посвященных черным сланцам (ЧС), свидетельствует 
о широком диапазоне взглядов отечественных и зарубежных исследователей 
в вопросах их терминологии.
К черносланцевым (углеродсодержащим) породам одни исследователи 
относят породы с содержанием Сорг, превышающим кларковые, — более 0,62 % 
для осадочных пород в целом и более 0,9 % для существенно глинистых пород. 
В. Н. Волков с соавторами [Волков и др., 1997] рассматривают такие породы 
как производные двух исходных типов органического вещества (ОВ) — гумусового и сапропелевого. В число производных последнего входят черные 
сланцы и горючие сланцы, причем вторые могут приниматься как составная 
часть первых. К черным сланцам авторы относят разнообразные осадочные 
и осадочно-метаморфические породы с повышенным содержанием органического вещества преимущественно сапропелевой и смешанной сапропелево-гумусовой природы. Большей частью это тонкозернистые образования глинистого, глинисто-карбонатного, глинисто-кремнистого состава. К горючим 
сланцам — разнообразные осадочные тонкозернистые, чаще слоистые карбонатные, глинисто-карбонатные, глинистые, глинисто-кремнистые породы 
с органическим веществом существенно сапропелевой или смешанной гумусово-сапропелевой природы в количестве обычно от 15–20 до 40–50 % [Волков 
и др., 1997, с. 28–29]. 
Другие исследователи отмечают, что понятие «черные сланцы» охватывает большую группу пород разного генезиса, химического и минерального 
состава, цвета и структуры, объединенных повышенным содержанием органического вещества неугольного ряда. Они отдают предпочтение терминологии Я. Э. Юдовича и М. П. Кетрис [Юдович, Кетрис, 1988]. К черносланцевым 
относят породы с содержанием Сорг более 1 %. Поскольку фоновое содержание 
Сорг в осадках современных морских бассейнов, как правило, меньше 1 %, то 
именно это количество органического углерода принимается в качестве по

Глава 1. Благородные металлы и рений в черносланцевых формациях
8

граничного между «нормальными» (неуглеродистыми) осадочными породами 
и «черными» (углеродистыми) сланцами [Юдович, Кетрис, 1988]. По определению этих исследователей, черные сланцы — это водноосадочные горные 
породы, обычно темные, пелитоморфные и сланцеватые, обогащенные сингенетичным органическим веществом преимущественно аквагенного и отчасти 
терригенного типа.
В ряде регионов для черных сланцев приняты местные названия. Например, доманикиты (по доманиковому горизонту сланцев верхнего девона 
Восточно-Европейской платформы), диктионемовые сланцы (по сланцам 
нижнего ордовика с остатками граптолитов рода Dictyonema), куонамиты (по 
нижне-среднекембрийской куонамской свите Сибирской платформы), лидиты 
(по древнеримской провинции Лидия в Малой Азии) — черные плотные непрозрачные кремнистые породы с примесью углистого вещества и битума 
[Булыгин и др., 1982]. С лидитами часто отождествляют фтаниты — твердые 
черные кремнистые породы, состоящие на 95–98 % из кварца и халцедона 
и содержащие рассеянное органическое вещество в виде углистых и графитовых частиц. Менилитовые сланцы (по одноименной свите олигоцена в Восточных Карпатах, Польша) приобрели известность благодаря повышенному 
содержанию урана, молибдена, никеля, хрома, меди, марганца, свинца и цинка. 
Для некоторых глинистых сланцев темно-серого или черного цвета используется название «аспидные» [Петров, 2010]. По Н. Б. Вассоевичу, аспидная формация — это одна из геосинклинальных формаций, представленная мощной 
толщей глинистых сланцев, содержащих прослои и пачки алевролитов и песчаников [Вассоевич, 1948].
Я. Э. Юдович и М. П. Кетрис подчеркивают, что черные сланцы — это 
термин свободного пользования, и многие исcледователи предпочитают ему 
термин «углеродистые породы», так как ЧС не всегда имеют черный цвет и отвечают понятию «сланцы». Исходя из содержания в них Сорг, они подразделяют 
черные сланцы на низкоуглеродистые (1–3 %), углеродистые (3–10 %) и высокоуглеродистые (>10 %). Верхняя граница содержания Сорг не задается. Использовать для высокоуглеродистых сланцев термин «уголь» (как это делается 
в ряде публикаций) принципиально неверно, так как в настоящих углях доминирует «органическое вещество терригенного (гумусового), а не аквального 
(сапропелевого) типа» [Юдович, Кетрис, 1988, с. 151]. При наличии в составе 
сланцев неорганических полезных компонентов последние обычно вводятся 
в их название: «медистые сланцы», «ураноносные сланцы», «ванадиеносные 
сланцы» и т. д.
Варианты терминологии, применительно к горючим сланцам, рассмотрены в работе [Хрусталева и др., 1997]. Под горючим сланцем (oil shale) понимается осадочная органоминеральная порода, содержащая в концентрированной форме (20–70 %) преимущественно сапропелевое органическое веще

1.2. Черносланцевые формации мира

ство (продукт преобразования фитопланктона, зоопланктона, фитобентоса), 
в основной массе нерастворимое в органических растворителях, при термической деструкции которого образуется значительное количество смолы. Отмечается, что растворимая часть органического вещества горючих сланцев — 
битумоид — составляет обычно доли процента; к горючим сланцам не следует 
относить битуминозные породы, т. е. с готовой нефтью, а также углистые 
сланцы, органическая часть которых представлена остатками высших растений; последние в составе горючих сланцев играют сугубо второстепен- 
ную роль.
По другим источникам [Халдна и др., 1986], к горючим сланцам относят 
осадочные тонкозернистые карбонатные, кремнистые или глинистые горные 
породы, содержащие 15–40 % ОВ — керогена, понимая под последним органическое вещество сапропелевых сланцев. При 5–15 % порода относится к группе 
керогенсодержащих; 40 % и более — к сапропелевому углю (о некорректности 
применения здесь термина «уголь» мы писали выше); менее 5 % — следует 
говорить о породе с рассеянным органическим веществом. Многие исследователи относят к горючим сланцам осадочные породы с нижним пределом 
содержания керогена (5–10 %). Верхним пределом содержания органических 
веществ может быть 30–50 % и даже 60–80 % (торбаниты Австралии). По определению В. А. Котлукова, горючие сланцы состоят из количественно преобладающей минеральной части (глинистой, карбонатной или кремнистой) и на 
15 % и более из органического вещества [Котлуков, 1987]. К высокоуглеродистым черным сланцам с содержанием Сорг более 15 % применяют и термин «кахитолиты» (предложен Н. Б. Вассоевичем в 1973 г.).
Авторы монографии принимают определение черных сланцев, предложенное Я. Э. Юдович и М. П. Кетрис [Юдович, Кетрис, 1988]. При содержании 
полезных компонентов в промышленных количествах они отвечают определению «рудная формация» в традиционном понимании.

1.2. Черносланцевые формации мира

Черносланцевые образования известны в составе разновозрастных комплексов в различных регионах мира. Накопленные данные свидетельствуют 
о том, что формирование черных сланцев началось в раннем докембрии и продолжалось в течение всего фанерозоя. Наиболее активно черносланцевый седиментогенез проявился на границе докембрийского (рифейского) и палеозойского времени. 
Большой вклад в разработку отдельных аспектов генезиса внесли работы Г. М. Варшал, И. Б. Волковой, А. С. Вольского, В. В. Дистлера, Д. А. Додина, 
Н. П. Ермолаева, Б. М. Зубарева, А. Ф. Коробейникова, Л. И. Красного, А. А. Ма

Глава 1. Благородные металлы и рений в черносланцевых формациях
10

ракушева, Б. М. Михайлова, Г. Л. Митрофанова, Л. В. Разина, Д. В. Рундквиста, 
В. С. Соболева, И. Н. Томсона, Н. М. Чернышева, Ю. М. Шувалова и др.
Литература, посвященная металлоносности черных сланцев и, в частности, нахождению в них благородных металлов, весьма многочисленна и касается различных аспектов их генезиса. 
В последние годы появились обобщающие работы, касающиеся генезиса металлоносности черносланцевых формаций, затрагивающие широкий 
спектр проблем, включая их металлоносность [Ахмедов, 1995; Гурская, 2000; 
Додин, 2000; Середин, 2002; Арбузов и др., 2004; Кушнеренко и др., 2004; Александров, 2006; Михайлов и др., 2006; Ханчук и др., 2007; Карпузов и др., 2008; 
Сначёв и др., 2008; Чернышов, Чернышова, 2008; Вялов и др., 2010; Блюман, 
Ибрагимова, 2011; Hessland, Armands, 1978; Chen, Covеney, 1988; Hulbret et al., 
1992; Jaffe et al., 2002; Lee et al., 2003; Canet et al., 2004; Hannah et al., 2012; Helz, 
Dolor, 2012; Loukola—Ruskeeniemi, Lahtinen, 2013; Xu et al., 2013; Wang et al., 
2014; Tao et al., 2015].
Открытия в России и за рубежом крупных и уникальных месторождений 
дефицитных видов минерального сырья в черных сланцах кардинально изменили отношение к данному типу природных образований. Было отмечено, что 
с ними генетически или парагенетически связаны гигантские месторождения 
золота, платиноидов, урана и редких металлов. В различных регионах толщи 
с углеродсодержащими породами (графитистыми и углеродистыми сланцами, 
аргиллитами, песчаниками, глинистыми и доломитистыми алевролитами) 
вмещают в себе крупнейшие золоторудные месторождения: Нежданинское, 
Наталкинское, Майское (северо-восток России); Сухой Лог, Олимпиадинское 
(Сибирь); Джуно (Аляска); Мазер Лод (Калифорния); золотоносные провинции 
бассейнов и хребтов (Карлин и Голд Кворри в Неваде; Бендиго и Балларат в Австралии) и др.
В 80–90-х годах XX в. металлоносные сланцы были обнаружены в Польше 
(Нижняя Силезия), где они входят в меденосную пачку черных сланцев позднего палеозоя (цехштейна). Установлена благороднометалльная геохимическая 
специализация терригенных пород, и появились убедительные доказательства 
их обогащенности благородными металлами (БМ): от n × 10–2 до сотен грамм на 
тонну [Чернышов, 2008; Kucha, 1983]. На территории Южного Китая раннепалеозойские сланцы оказались платиноносными на протяжении сотен километров. 
Масштабность этих проявлений и необычный состав богатых никель-молибденовых руд привлекли к ним всеобщее внимание, и вскоре сходные руды были 
обнаружены в Канаде и США. Далее последовали открытия в Северной Австралии, Чехии и других регионах мира. Известны крупные объекты в России, 
США, Австралии, Китае и Бразилии. В России в настоящее время выявлено 
промышленное содержание платиновых металлов в черно сланцевых толщах 
Карелии (Онежский прогиб), Южной Сибири (Сухой Лог), Курской магнитной