Johannes Vind - miks me taas fosforiiti uurime?

Kõrge fosforisisaldusega käsijalgsete kojad liivakivis. Foto: Tõnis Saadre
Käesoleva aasta suvel soovib Eesti Geoloogiateenistus (EGT) viia Lääne- ja Ida-Virumaal läbi puurimistööd, mille eesmärgiks on uute puursüdamike alusel kontrollida enam kui 40 aastat tagasi teostatud fosforiidiuuringute andmestikku. Kavas on rajada 16 puurauku ning lisaks on koostamisel uuringuloa taotlus veel umbes 14 asukohas puurimiseks. Kavandatavatel uurimistöödel on kolm peamist eesmärki: esiteks – varasema uuringuandmestiku kontroll, teiseks –eeltöö nõukogudeaegse uurimisandmestiku ning uute puursüdamike uurimisel saadava info kajastamiseks rahvusvaheliselt tunnustatud uurimisstandardite kohaselt ning kolmandaks – info kogumine fosforiidis ja selle katendi kivimites leiduvate haruldaste ja hajutatud metallide esinemise kohta.
1950.–1980. aastatel viidi Põhja-Eestis läbi ulatuslikke fosforiidiuuringuid, mille käigus tehti kindlaks Rakvere, Toolse ja Aseri fosforiidimaardlad. Kokku puuriti tol ajal üle 2000 fosforiidiuuringute puuraugu ning kõikide nende puuraukude kohta on Geoloogiafondis säilinud ka tolleaegsete uuringute kirjalik andmestik, mis enamasti küll piirdub vaid fosforiidikihtkonna paksuse määramisega puursüdamikes ning geokeemiliste analüüsitulemuste esitamisega tol ajal väetisetootmise seisukohalt huvipakkunud keemiliste elementide fosfori, raua ja magneesiumi sisalduste osas.
Rakvere fosforiidimaardla ruumiline mudel vaatega loodesse. Mudelil on 10-kordne vertikaalne ülekõrgendus. Modelleeritud oobulusliivakivil lasuvad kivimid on mudelil näidatud ühe läbilõikena, oobulusliivakivi lamam aga ruumisiste plokkidena. Allikas: EGT
Ennetades küsimust, miks ei kasutata varasemate uuringute kontrollimiseks vanu puursüdamikke, tuleb taas tõdeda fakti, et fosforiiti sisaldavaid südamikelõike lihtsalt pole säilinud. Oluline aspekt hoidlates seisnud kivimite kasutamisel on ka see, et aja jooksul muutuvad nende materjalide omadused – teatud mineraalid murenevad ja kristalliseeruvad ümber ning neid ei saa uuringutes kasutada. Varasemate fosforiidiuuringute puhul on oluline märkida, et paralleelselt geoloogiliste töödega viidi läbi ka fosforhappe tootmise suuremahulisi tehnoloogilisi katseid, mille tarbeks kasutati ära kogu olemasolev fosforiidikihtkonna puursüdamik. Graptoliitargilliiti sisaldavaid puursüdamikke on hoidlates alles, kuid need on peamiselt puuritud Loode-Eestis. Võimalust mööda on EGT vanu südamikke uuringutel kasutanud ning peame seda ka edaspidi oluliseks uuringute alusmaterjaliks, kuid eeskätt teistsuguste maavarailmingute uurimisel.

Arvukatele puuraukudele tuginev nõukogudeaegne uurimisandmestik oleks pikemas plaanis aluseks tänapäevastele uuringustandarditele vastava fosforiidi leviku ja selle geokeemilise iseloomustuse ruumiliste mudelite loomiseks. Eelnevalt tuleks aga läbi viia nõukogudeaegse geoloogilise ja geokeemilise andmestiku usaldusväärsuse kontroll teatava arvu uute, nn duplikaatpuuraukude puurimisega, mille asukohad paikneksid omaaegsete puuraukude vahetus naabruses. Uute puursüdamike uuringud ja nende käigus saadav geoloogilis-geokeemiline andmestik kajastatakse Euroopas kasutatava rahvusvahelise maavarade uuringustandardi PERC alusel, mis annab nii riigile kui ka maavarauuringuid läbiviivatele erafirmadele garantii teostatud uuringute terviklikkuse ja tõelevastavuse osas. Standarditele vastavate aruannete koostamiseni on aga mitu eelnevat sammu ning edaspidi tuleb täiendavaid puurimistöid teostada.
Uute puursüdamike uuringud ja nende käigus saadav andmestik kogutakse rahvusvahelise maavarade uuringustandardi PERC alusel, mis annab garantii teostatud uuringute terviklikkuse ja tõelevastavuse osas.
Kui seniste fosforiidiuuringute peaeesmärgiks oli toorme omaduste kindlakstegemine vaid fosforväetiste tootmise eesmärgil, siis viimase kahekümne aasta jooksul on seoses roheenergia arendamisega maailmas kiiresti kasvanud nõudlus haruldaste muldmetallide (HMM) järele ning tarneriskide ja suure nõudluse tõttu on haruldased muldmetallid alates 2011. aastast lisatud Euroopa Liidu kriitiliste toormete nimekirja. Üksikute looduslikest paljanditest võetud fosforiidiproovide geokeemiliste analüüside alusel on teada, et Eesti fosforiiditoormes leidub teiste HMM kõrval olulises koguses neodüümi, mis on tuulegeneraatorites ja elektriautodes kasutatavate püsimagnetite oluliseks komponendiks. Fosforiidikihtkonda katvas graptoliitargilliidis (mustas kildas) on Põhja-Eestis teada vanaadiumi kõrgenenud sisaldused. Vanaadiumi on peamiselt kasutatud lisandina kõvasulamteraste tootmisel, kuid viimaste aastate teadusuuringud näitavad vanaadiumi kasutusvõimalust suure mahutavusega akupankade tootmisel, mis eelkõige salvestaksid tuulegeneraatorite ja päikesepaneelide abil toodetud roheenergiat. Vahetult graptoliitargilliidi peal lasub omakorda glaukoniitliivakivi. Täiendavad tehnoloogilised uuringud peaksid andma vastuse ka küsimusele – kas ja millisel otstarbel saaks kasutada kõrgenenud kaaliumisisaldusega glaukoniitliivakivi?
Graptoliitargilliit. Foto: Tõnis Saadre
Kokkuvõttes peaksid lähitulevikus algavad uued fosforiidiuuringute puurimistööd ning neile järgnevad uuringud võimaldama olemasoleva nõukogudeaegse geoloogilise andmestiku kontrolli läbiviimist, vastava ajaloolise andmestiku kasutatavuse hindamist uute maavaramudelite koostamisel PERC uurimisstandardi alusel ning selgitama fosforiidi, graptoliitargilliidi ja glaukoniitliivakivi kasutusvõimalusi kompleksse ressursina.









Autor

Johannes Vind
Eesti Geoloogiateenistus
Eelmine
Eesti IKEA

2 vastust

Email again:
Eduard Pukkonen 26. mai 2020
See on positiivne, et fosforiiti on võimalik jälle puurida-uurida. Siiski ei tohi alahinnata varasemate uuringute kvaliteeti, mis on olnud väga põhjalik ja tehtud NLiidu rangete nõuete/standardite järgi. Uute andmetega saaks kontrollida varasemate andmete põhjal koostatud geoloogilisi mudeleid, mitte niivõrd luua uusi. Sest uute uuringuaukude arv on tühine võrreldes varasemaga.
Kasutades paremaid puurimisseadmeid ja tundlikke analüüsimeetodeid saab parandada puursüdamiku väljatulekut, proovide kvaliteetsemat võtmist ning täpsustada kivimi keemilist koostist. Samas ei tohi unustada, et uuringu eesmärk on siiski maavara kasutuselevõtt, mis algab selle kättesaamisest maapõuest. Ja see on üks tõsisemaid väljakutseid fosforiiditeema juures, eelkõige allmaakaevandamist silmas pidades. Seetõttu oleks kindlasti vajalik uurida fosforiidi tugevusomadusi, millest sõltub nii kaevandamistehnoloogia valik, maksumus kui keskkonnamõju ulatus ja ressursisäästlikkus. Fosforiidikihtide tugevusomaduste muutlikkust peaks proovima korrelleerida karotaažiandmetega, näit tiheduse või poorsusega.
Haruldaste muldmetallide (REE-de) teema pole uus, ka selle kohta on varasemalt tehtud hulgaliselt analüüse, peamiselt siiski REEde summaarse sisalduse osas. Eraldi on REEsid analüüsitud näiteks selles (ИМГРЭ) töös (EGF 4224). Kahtlemata on uute analüüside tegemine vajalik, nii varasemate tulemuste kontrollimiseks kui uute ideede saamiseks.
Mäendusega seotud oluline teema on ka maagi rikastamine, kuid jäägu see siiski sellest kommentaarist välja. Mainides fosforiidi väärtusahelat, siis väetised on ja jäävad selle aine põhiliseks lõpptoodanguks. Tehnoloogiaid on erinevaid, kõike seda peaks uuringuprogramm juba algstaadiumis silmas pidama.
Johannes Vind 4. juuni 2020
Aitäh kommentaari eest!
Eks me mudelid olemegi rajanud ajaloolisele andmestikule, keegi ei hakka sellist hulka puurimisi kordama nagu varasemalt tehtud on, selge see.
Tugevusomaduste korreleerimine karotaaži andmetega on väga hea idee, täname! Sel teemal võiks isegi täpsemalt edasi arutada.
Olemasoleva REE andmestiku oleme samuti koondanud, niisamuti ka teiste mikroelementide nagu Sr ja U. Olen absoluutselt nõus, et ajaloolist infot ei või ignoreerida, see tuleb kokku koguda ja arvesse võtta.
Tehnoloogiate võrdluse osas on samuti tööd käimas, näiteks viimatine aruanne: https://www.egt.ee/et/uudised/eesti-geoloogiateenistuses-valminud-uurimustoo-eesti-fosforiidi-vaarindamistehnoloogiatest