В другом случае за основу берется их использование, вследствие чего выделяются ископаемые:
• горючие (уголь, торф, нефть, природный газ, горючие сланцы);
• рудные (руды горных пород, включающие металлические полезные компоненты и неметаллические (графит, асбест);
• нерудные (неметаллические и негорючие полезные ископаемые: песок, гравий, глина, мел, известняк, различные соли. Отдельной группой стоят драгоценные и поделочные камни).
Виды полезных ископаемых
По происхождению все полезные ископаемые делятся на магматические, осадочные и метаморфические. В их размещении по территории Земли прослеживаются определенные закономерности. В складчатых областях обычно залегают магматические полезные ископаемые. Это связано с тем, что руды образовались в основном из магмы и выделяющихся из нее горячих водных растворов. Магма поднимается из недр по разломам и застывает в толще горных пород на различной глубине. Магматические полезные ископаемые могут образовываться и из излившейся магмы — лавы, которая быстро остывает. Обычно внедрение магмы происходит в период активных тектонических движений, поэтому рудные полезные ископаемые связаны со складчатыми областями. На платформенных равнинах они приурочены к фундаменту — нижнему ярусу платформы. На платформах рудные месторождения могут быть приурочены к щитам (щит — выход фундамента платформы на поверхность) либо к тем частям платформы, где мощность осадочного чехла невелика и фундамент подходит близко к поверхности. Так расположены железные руды Курской магнитной аномалии (КМА) в России. На щитах добываются руды в Криворожском бассейне (Украина) и др.
Осадочные полезные ископаемые наиболее характерны для платформ, так как там располагается платформенный чехол. Преимущественно это нерудные полезные ископаемые и горючие, ведущую роль среди которых играют газ, нефть, уголь, горючие сланцы. Они образовались из накопившихся в прибрежных частях мелководных морей и в озерно-болотных условиях суши остатков растений и животных. Эти обильные органические остатки могли накопиться лишь в достаточно влажных и теплых условиях, благоприятных для пышного развития растительности. В жарких засушливых условиях в мелководных морях и прибрежных лагунах происходило накопление солей, использующихся как сырье в химической промышленности.
Добыча полезных ископаемых
Существует несколько способов добычи полезных ископаемых. Во-первых, это открытый способ, при котором горные породы добываются в карьерах. Он экономически более выгоден, так как способствует получению более дешевого продукта. Однако брошенный карьер может стать причиной образования широкой сети оврагов. Шахтный способ добычи угля требует больших затрат, поэтому является более дорогостоящим. Наиболее дешевый способ добычи нефти — фонтанный, когда нефть поднимается по скважине под давлением нефтяных газов. Распространен также насосный способ добычи. Существуют и особые способы добычи полезных ископаемых. Они называются геотехнологическими. С их помощью из недр Земли добывают руду. Делается это закачиванием горячей воды, растворов в пласты, содержащие необходимое полезное ископаемое. Другие скважины откачивают полученный раствор и отделяют ценный компонент.
Потребность в полезных ископаемых постоянно растет, увеличивается добыча минерального сырья, но полезные ископаемые — это исчерпаемые природные ресурсы, поэтому необходимо более экономно и полно расходовать их.
Для этого есть несколько путей:
• снижение потерь полезных ископаемых при их добыче;
• более полное извлечение из породы всех полезных компонентов;
• комплексное использование полезных ископаемых;
• поиск новых, более перспективных месторождений.
Таким образом, основным направлением использования полезных ископаемых на ближайшие годы должно стать не увеличение объема их добычи, а более рациональное использование.
При современных поисках полезных ископаемых необходимо использовать не только новейшую технику и чувствительные приборы, но и научный прогноз поиска месторождений, который помогает целенаправленно, на научной основе вести разведку недр. Именно благодаря подобным методам были сначала научно предсказаны, а затем открыты месторождения алмазов в Якутии. Научный прогноз опирается на знание связей геологического строения и условий образования полезных ископаемых.
Краткая характеристика основных полезных ископаемых
Задавайте вопросы нашему консультанту, он ждет вас внизу экрана и всегда онлайн специально для Вас. Не стесняемся, мы работаем совершенно бесплатно!!!
Также оказываем консультации по телефону: 8 (800) 600-76-83, звонок по России бесплатный!
Алмаз — самый твердый из всех минералов. По составу он — чистый углерод. Встречается в россыпях и в виде вкраплений в изверженных породах. Алмазы бывают бесцветные, но встречаются и окрашенные в различные цвета. Ограненный алмаз называется бриллиантом. Его вес принято измерять в каратах (1 карат = 0,2 г). Самый крупный алмаз найден в Южной Африке: он весил более 3000 карат. Большинство алмазов добывается в Африке (98% от добычи в капиталистическом мире). В России крупные месторождения алмазов расположены в Якутии. Прозрачные кристаллы используются для изготовления драгоценных камней. До 1430 года бриллианты считались обычными драгоценными камнями. Законодательницей моды на них стала француженка Агнесса Сорель. Непрозрачные алмазы благодаря своей твердости используются в промышленности для резания и гравировки, а также для шлифовки стекла и камня.
Золото встречается и в виде россыпи — это результат выветривания и размыва месторождения, когда крупинки золота освобождаются и уносятся в реки, образуя россыпи. Золото используют при производстве точных приборов и различных украшений. В России золото залегает на Урале и в Восточной Сибири. За рубежом — в Канаде, Южной Африке, Австралии. Так как в природе золото встречается в небольших количествах и добыча его связана с большими затратами, то оно и считается драгоценным металлом. Золото — мягкий ковкий металл желтого цвета, тяжелый, на воздухе не окисляется. В природе встречается главным образом в чистом виде (самородки). Самый крупный самородок, весом в 69,7 кг, был найден в Австралии.
Платина (от испанского plata — серебро) — драгоценный металл от белого до серо-стального цвета. Отличается тугоплавкостью, стойкостью к химическим воздействиям и электропроводностью. Добывается главным образом в россыпях. Используется для изготовления химической посуды, в электротехнике, ювелирном и зубоврачебном деле. В России платина добывается на Урале и в Восточной Сибири. За рубежом — в Южной Африке.
В России драгоценные камни добываются в основном на Урале, а за рубежом — в Бразилии, Индии, на острове Мадагаскар. Драгоценные камни (самоцветы) — минеральные тела, обладающие красотой окраски, блеском, твердостью, прозрачностью. Они подразделяются на две группы: камни, идущие на огранку, и поделочные. К первой группе относятся алмаз, рубин, сапфир, изумруд, аметист, аквамарин. Ко второй группе — малахит, яшма, горный хрусталь. Все драгоценные камни, как правило, имеют магматическое происхождение. Однако жемчуг, янтарь, коралл — минералы органического происхождения. Драгоценные камни применяются в ювелирном деле и в технических целях.
Каменный уголь — это горючая осадочная горная порода растительного происхождения с содержанием углерода до 97%. Залегает пластами, мощность которых достигает иногда нескольких десятков метров. Уголь — один из важнейших видов ископаемого топлива. Он используется в металлургии для производства чугуна, в качестве сырья для химической промышленности, как топливо. Разновидностью каменного угля являются коксующиеся угли, которые легко спекаются и используются в черной металлургии. Каменный уголь с высокой теплотворной способностью (8000 ккал/кг) называется антрацитом. По цвету он черный, имеет металлический блеск. Залегает между слоями осадочных пород. Антрацит используется как высококачественное топливо. Основные месторождения каменного угля в России: Кузбасс, Печорское, Тунгусское, Иркутское, Ленское, Южно-Якутское, Зырянское. За рубежом: Аппалачское (США), Верхнесилезское (Польша), Рурское (Германия). Ведущее место по добыче угля в мире занимает Китай. Добыча каменного угля ведется в Великобритании, во Франции и в других странах.
Нефть — горючая маслянистая жидкость, обычно темного цвета, залегает среди пористых осадочных пород, пропитывая пески и известняки. Она состоит из разнообразных углеводородов. Большинство ученых предполагают, что нефть — продукт изменения органических остатков. Нефть широко используется как высококачественное топливо (теплотворная способность ее 11000 ккал/кг), сырье для получения бензина, керосина, парафина, смазочных масел, также она является сырьем для химической промышленности. В России нефть добывается в Западно-Сибирском бассейне (почти 2/3 всей добычи России), на Северном Кавказе, в Поволжье, на севере острова Сахалин. За рубежом: в странах Персидского залива, Алжире, Ливии, Индонезии, Венесуэле, США, Мексике и других странах.
Природный газ — газы, способные гореть; встречаются в пустотах горных пород, образуя иногда большие газовые скопления. Большинство промышленных газовых месторождений связано с нефтяными, однако встречаются и самостоятельные месторождения. Запасы природных газов достигают иногда сотен миллиардов кубометров. Наиболее богаты залежами природных газов Россия, Украина, Саудовская Аравия. Природный газ — самое дешевое и удобное топливо.
Бурый уголь — ископаемый уголь, содержащий до 78% углерода. Залегает пластами среди осадочных пород, образуется из растительных остатков. В буром угле обычно встречается в виде примеси глинистое вещество, отчего повышается его зольность. Он может самовозгораться.
Теплотворная способность его ниже, чем у каменного угля (6000 ккал/кг), но, тем не менее, его используют как топливо или как сырье для получения горючего топлива и других химических продуктов. Разновидность бурого угля с ясно видимым строением остатков древесины называется лигнитом. Он чаще всего встречается в отложениях молодых геологических систем. Практически весь лигнит поступает на тепловые электростанции. В России бурый уголь добывается в следующих бассейнах: Подмосковном, Челябинском, Канско-Ачинском, Ленском. За рубежом добыча ведется в Германии, Чехии (Остравско-Карвинский бассейн).
Торф — темно-бурая масса, состоящая из полуразложившихся растительных остатков. Образуется в болотах и зарастающих водоемах. Содержание углерода в нем до 60%. Торф применяется как дешевое топливо; из него вырабатывают термоизоляционные плиты, уксусную кислоту. Он также широко используется для удобрения полей. В России торфяники занимают большие пространства, особенно в лесной зоне.
Туфы — горные породы различного происхождения. Известковый туф — пористая горная порода, образующаяся в результате осаждения углекислого кальция из источников. Такой туф используется для получения цемента и извести. Вулканический туф — сцементированный вулканический пепел. Туфы применяются как строительный материал. Имеет разные цвета.
Слюды — горные породы, обладающие способностью расщепляться на тончайшие слои с гладкой поверхностью; в виде примесей встречаются в осадочных породах. Различные слюды применяются как хороший электроизолятор, для изготовления окон в металлургических печах, в электро- и радиопромышленности. В России слюды добываются в Восточной Сибири, в Карелии. Промышленные разработки месторождений слюд ведутся на Украине, в США, Бразилии.
Мрамор — кристаллическая горная порода, образовавшаяся в результате метаморфизма известняков. Он бывает различного цвета. Применяется мрамор как строительный материал для облицовки стен, в архитектуре и скульптуре. В России много его месторождений на Урале и Кавказе. За рубежом наибольшей известностью пользуется мрамор, добываемый в Италии.
Асбест (греч. неугасимый) — группа волокнистых несгораемых горных пород, расщепляющихся на мягкие волокна зеленовато-желтого или почти белого цвета. Он залегает в виде жил (жила — минеральное тело, заполняющее трещину в земной коре, имеет обычно плитообразную форму, уходя по вертикали на большие глубины. Длина жил достигает двух и более километров), среди изверженных и осадочных пород. Применяется для изготовления специальных тканей (противопожарная изоляция), брезентов, огнестойких кровельных материалов, а также теплоизоляционных материалов. В России добыча асбеста ведется на Урале, в Саянах, за рубежом — в Китае и других странах.
Асфальт (смола) — хрупкая смолистая горная порода бурого или черного цвета, представляющая собой смесь углеводородов. Асфальт легко плавится, горит коптящим пламенем, является продуктом изменения некоторых видов нефти, из которых улетучилась часть веществ. Асфальт часто пронизывает песчаники, известняки, мергель. Применяется как строительный материал для покрытия дорог, в электротехнике и резиновой промышленности, для приготовления лаков и смесей для гидроизоляции. Основные месторождения асфальта в России — район г. Ухта, за рубежом — в Венесуэле, во Франции, Иордании, Израиле.
Калийные соли — осадочные горные породы, состоящие из минералов, содержащих калий, — сильвина, каинита и другие. Самые распространенные калийные соли — карналитовая, каинитовая. Наиболее крупное месторождение в России — Соликамское (Урал). Калийные соли используются для производства калийных удобрений. Добыча этих солей ведется на западе Украины, в Казахстане, Беларуси, Германии, Польше, Франции, США, Канаде и во многих других странах мира.
Апатиты — минералы, богатые фосфорными солями, зеленого, серого и других цветов; встречаются среди различных изверженных пород, местами образуя большие скопления. Апатиты в основном используются для производства фосфорных удобрений, их используют также в керамической промышленности. В России крупнейшие залежи апатитов расположены в Хибинах, на Кольском полуострове. За рубежом их добывают в Швеции, Испании, Южно-Африканской Республике.
Фосфориты — осадочные горные породы, богатые соединениями фосфора, которые образуют в породе зерна или скрепляют различные минералы в плотную породу. Окраска фосфоритов темно-серая. Применяются они, как и апатиты, для получения фосфорных удобрений. В России месторождения фосфоритов распространены в Московской и Кировской областях. За рубежом их добывают в США (п-ов Флорида) и Северной Африке.
Алюминиевые руды — минералы и горные породы, используемые для получения алюминия. Главные алюминиевые руды — это бокситы, нефелины и алуниты.
Бокситы (название пошло от местности Бо на юге Франции) — осадочные горные породы красного или коричневого цвета. На севере Австралии залегает 1/3 их мировых запасов, и по их добыче страна входит в число ведущих государств. В России бокситы добываются в Уральских горах. Главным компонентом бокситов является окись алюминия.
Алуниты (название происходит от слова алун — квасцы (фр.) — минералы, в состав которых входят алюминий, калий и другие включения. Алунитовая руда может быть сырьем для получения не только алюминия, но и калийных удобрений и серной кислоты. Месторождения алунитов есть в США, Китае, на Украине, в Азербайджане и других странах.
Нефелины (название происходит от греческого «нефеле», что означает облако) — минералы сложного состава, серого или зеленого цветов, содержащие значительное количество алюминия. Входят в состав изверженных пород. В России нефелины добывают на Кольском полуострове и в Восточной Сибири. Алюминий, получаемый из этих руд, — мягкий металл, дает прочные сплавы, широко применяется в машиностроении, а также в производстве товаров домашнего обихода.
Железные руды — природные минеральные скопления, содержащие железо. Они разнообразны по минералогическому составу, количеству в них железа и различным примесям. Примеси могут быть ценными (марганцевый хром, кобальт, никель) и вредными (сера, фосфор, мышьяк). Главными железными рудами являются бурый железняк, красный железняк, магнитный железняк.
Бурый железняк, или лимонит, — смесь нескольких минералов, содержащих железо с примесью глинистых веществ. Имеет бурый, желто-бурый или черный цвет. Встречается чаще всего в осадочных породах. Если руды бурого железняка — одной из наиболее распространенных железных руд — имеют содержание железа не менее 30%, то они считаются промышленными. Основные месторождения — в России (Урал, Липецкое), на Украине (Керченское), Франции (Лотарингское), на Кубе.
Красный железняк, или гематит, — минерал от красно-бурого до черного цвета, содержащий железа до 65%.
Встречается в различных горных породах в виде кристаллов и тонких пластин. Иногда образует скопления в виде твердых или землистых масс ярко-красного цвета. Основные месторождения красного железняка — в России (КМА), на Украине (Кривой Рог), США, Бразилии, Казахстане, Канаде, Швеции.
Магнитный железняк, или магнетит, — минерал черного цвета, содержащий 50-60% железа. Это высококачественная железная руда. Состоит из железа и кислорода, сильно магнитен. Встречается в виде кристаллов, вкраплений и сплошных масс. Основные месторождения — в России (Урал, КМА, Сибирь), на Украине (Кривой Рог), в Швеции и США.
Медные руды — минеральные скопления, содержащие медь в количестве, пригодном для промышленного использования. Обычно перерабатываются руды, содержащие медь от 1% и выше. Большинство медных руд требуют обогащения — отделения пустой породы от ценного компонента. Около 90% мировых запасов меди сосредоточено в месторождениях, руды которых кроме меди включают в себя еще какой-либо металл. Чаще всего это бывает никель. Медь широко применяется в промышленности, особенно в электропромышленности и в машиностроении. Медь идет на производство сплавов, имеющих широкое применение как в быту, так и в промышленности: сплава меди с оловом (бронза), сплава меди с никелем (мельхиор), сплава меди с цинком (латунь), сплава меди с алюминием (дюралюминий). В России медные руды залегают на Урале, в Восточной Сибири, на Кольском полуострове. Богатые месторождения руд имеются в Казахстане, Узбекистане, Армении. Среди зарубежных стран добычу медной руды ведут Чили, Перу, Заир, Замбия, Конго, Канада, США, Польша.
Марганцевые руды — минеральные соединения, содержащие марганец, главное свойство которого — придавать стали и чугуну ковкость и твердость. Современная металлургия немыслима без марганца: выплавляется специальный сплав — ферромарганец, содержащий до 80% марганца, который применяется для выплавки высококачественной стали. Кроме этого, марганец необходим для роста и развития животных, является микроудобрением. Основные месторождения руды располагаются на Украине (Никольское), в Индии, Бразилии и Южно-Африканской Республике.
Оловянные руды — многочисленные минералы, содержащие олово. Разрабатываются оловянные руды с содержанием олова 1-2% и более. Эти руды требуют обогащения — увеличения ценного компонента и отделения пустой породы, поэтому в плавку идут руды, содержание олова в которых увеличено до 55%. Олово не окисляется, что вызвало его широкое применение в консервной промышленности. В России оловянные руды залегают в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке, а за рубежом их добывают в Индонезии, на полуострове Малакка.
Вольфрамовые руды — минералы, содержащие вольфрам. В природе они встречаются в соединении с железом, марганцем и калием. Вольфрам — очень важный в промышленном отношении металл. 90% его используют при производстве высококачественной стали, так как добавка вольфрама резко повышает ее твердость, увеличивает ее прочность и упругость. Вольфрам используется также в производстве нитей для электроламп, для изготовления высококачественных красок. Вольфрамовые руды в России добываются в Восточной Сибири и на Северном Кавказе. За рубежом — в Китае, США, Боливии, Португалии, Мьянме.
Никелевые руды — минеральные соединения, содержащие никель. Он не окисляется на воздухе. Добавка никеля к сталям сильно повышает их упругость. Чистый никель применяется в машиностроении. В России его добывают на Кольском полуострове, на Урале, в Восточной Сибири; за рубежом — в Канаде, на Кубе, в Бразилии.
Урано-радиевые руды — минеральные скопления, содержащие уран. Радий — продукт радиоактивного распада урана. Содержание радия в рудах урана ничтожно мало — до 300 мг на 1 тонну руды. Урановые руды имеют большое значение, так как деление ядер каждого грамма урана может дать в 2 миллиона раз больше энергии, чем сжигание 1 грамма топлива, поэтому они используются в качестве топлива на АЭС для получения дешевой электроэнергии. Урано-радиевые руды добывают в России, США, Китае, Канаде, Конго, ЮАР и в других странах мира.
Добыча полезных ископаемых
Добыча полезных ископаемых насчитывает многотысячелетнюю историю. Процесс добычи полезных ископаемых состоит в извлечении ценного компонента в относительно чистом виде (например, нефть, природный газ, каменный уголь, каменная соль, драгоценные камни и др.) или в виде горной массы (например, руды металлов), которая в дальнейшем подвергается переработке.
На суше добыча полезных ископаемых ведётся шахтами, карьерами и буровыми скважинами; в морских акваториях — буровыми скважинами, драгами и специальными автономными подводными аппаратами, которые осуществляют сбор конкреций со дна.
Подавляющее число месторождений твёрдых полезных ископаемых разрабатывается с помощью шахт и карьеров, а также буровых скважин, путём искусственного перевода ряда твёрдых полезных ископаемых в подвижное (жидкое, газообразное) состояние (самородная сера, фосфаты, каменная соль, уголь и др.). На карьерах добывается около 90% бурых и 20% каменных углей, 70% руд металлов, 95% нерудных строительных материалов. Жидкие и газообразные полезные ископаемые (нефть, рассолы, подземные воды, природный газ) добываются с помощью буровых скважин, ряд нефтяных месторождений разрабатывается с помощью шахт, для выемки нефтенасыщенных песков ("тяжёлых" нефтей) используют разработку открытым способом.
На ряде месторождений применяется комбинация способов добычи (открытого и шахтного, шахтного и скважинного). Поиски легкодоступных девушек в ночных клубах обычно заканчиваются ничем. В сообществах и на форумах в основном обитают парни, желающие найти девушки для секса в Краснодаре. Намного реже мелькающие там девушки оказываются или проститутками, или нерешительными особами, которые выложили объявление лишь для того, чтобы поднять себе самооценку. Выбор способа добычи полезных ископаемых определяется главным образом горно-геологическими условиями залегания полезных ископаемых, экономическими расчётами.
Ежегодные объёмы добычи твёрдых полезных ископаемых в мире составляют около 20 млрд. т (в т.ч. неметаллических полезных ископаемых — 13 млрд. т), нефти — около 3 млрд. т, газообразных — 1,5 трлн. м3 (1980). Масштабы добычи полезных ископаемых возрастают по мере развития промышленного производства, технического прогресса и роста народонаселения. Из всего количества полезных ископаемых, извлечённых из земных недр за всю историю человеческой цивилизации, преобладающий их объём добыт в 20 веке (1901-80), в т.ч. нефти 99,5%, угля 90%, железных руд 87%, медных руд свыше 80%, золота 70%. Рост добычи полезных ископаемых обеспечивается за счёт открытия новых месторождений, вовлечения в эксплуатацию месторождений глубокого залегания, разработки руд с низкими содержаниями полезного компонента. Важный резерв увеличения объёмов потребления промышленностью минеральных ресурсов — совершенствование технологий переработки полезных ископаемых, внедрения малоотходных и безотходных технологий с утилизацией всех компонентов добытой горной массы.
Наибольшие объёмы добычи полезных ископаемых приходятся на машинные (в ряде случаев автоматизированные) системы, возрастает значение наиболее прогрессивных физико-химических и биологических методов, позволяющих избирательно извлекать металлы из месторождений непосредственно в массивах горных пород, без существенного нарушения их сплошности (например, бактериальное выщелачивание). Добыча полезных ископаемых — энергоёмкий процесс. Основные источники энергии — электрическое, жидкое топливо, взрывчатые вещества. Потребление энергии при открытой разработке полезных ископаемых в 10-30 раз меньше, чем при шахтной.
Месторождения полезных ископаемых
Природное многообразие полезных ископаемых и различные направления их использования представляют весьма сложную картину. В связи с этим классификация промышленных типов месторождений полезных ископаемых и соответствующая характеристика составляет обширный предмет, еще не вполне разработанный в научно-теоретическом отношении. Тем не менее представления об определенных промышленных типах месторождений вошли в практику геологоразведочных работ довольно прочно. Промышленные типы месторождений служат основой сравнительного анализа разведочных данных, позволяя сопоставлять и оценивать объекты разведки по аналогии с им подобными, принадлежащими к тому же промышленному типу. В настоящем учебнике даются лишь общие представления о промышленной группировке и приводятся примеры месторождений полезных ископаемых, характеризующие некоторые важные типы.
Основополагающие представления о промышленных типах месторождений полезных ископаемых изложены в капитальных трудах В. М. Крейтера и В. И. Смирнова. Одновременно промышленная типизация и соответствующая систематизация всевозможных месторождений полезных ископаемых разрабатывалась в практике поисков, разведок и эксплуатации, что находило отражение в различного рода инструкциях и методических пособиях по геологоразведочным работам, подсчетам запасов полезного ископаемого, системам разработки и т. п.
Промышленная классификация месторождений полезных ископаемых основывается, с одной стороны, на их важнейших природных свойствах, а с другой — на возможностях и направлениях использования добываемого минерального сырья. Твердые, жидкие и газообразные полезные ископаемые подразделяются на группы соответственно общности их промышленного назначения.
Ниже дается промышленная группировка различных полезных ископаемых по В. М. Крейтеру:
1. Минеральное топливо, включающее уголь, нефть и газ.
2. Руды черных металлов, в число которых входят железные, марганцевые, хромовые, титановые и др.
3. Руды цветных металлов, из которых получают алюминий, медь, свинец, цинк, олово, ртуть, сурьму и многие другие металлы.
4. Руды драгоценных (благородных) металлов, в основном золота и платиноидов.
5. Руды радиоактивных элементов, преимущественно урана.
6. Руды, содержащие редкие и рассеянные элементы, литий, бериллий, тантал, ниобий, цирконий, редкие земли.
7. Руды для химической промышленности, среди которых наибольшее значение имеют каменные соли, фосфориты, апатиты, сера, плавиковый шпат.
8. Руды индустриального сырья (техническое сырье) — алмазоносные кимберлиты, асбесты, тальк, графит, оптические минералы и др.
9. Флюсы и огнеупоры для металлургической промышленности, представленные известняками, доломитом, магнезитом, кварцем, глинами.
10. Строительные материалы — бутовый и облицовочные камни, гравий и песок, известняки и глины.
11. Подземные воды, среди которых различаются источники питьевого или технического водоснабжения и минеральные источники.
Внутри этих групп выделяются природные типы месторождений по комплексу признаков. В. М. Крейтер в качестве признаков промышленного типа принял формы, размеры, качество и условия залегания тел полезных ископаемых, поскольку они оказывают решающее влияние на способы разработки и методику разведки месторождений.
В. И. Смирнов при промышленной группировке рудных месторождений подчеркивал признаки:
• генетический класс, определяющий природу месторождения;
• структуру месторождения, влияющую на его формы;
• вещественный состав руд, являющийся основой их качества, и состав вмещающих горных пород.
Каждая из названных промышленных групп включает значительное число природных типов месторождений, вследствие чего общая классификация насчитывает сотни, типов. С развитием горной и перерабатывающей промышленности претерпевает изменения и промышленная классификация месторождений полезных ископаемых.
Некоторые типы месторождений утрачивают свое прежнее значение или оказываются исчерпанными (богатые рудные жилы меди и свинца, драгоценные камни). В то же время вовлекаются в отработку месторождения новых, ранее не добывавшихся полезных ископаемых. Так, с возникновением потребностей в минеральных удобрениях, радиоактивном сырье, редких элементах появились новые промышленные типы месторождений апатита, урана, редкометальных руд.
Промышленная значимость различных типов месторождений не одинакова и измеряется в основном двумя показателями:
1) долей запасов полезного ископаемого в данном типе относительно мировых запасов этого полезного ископаемого;
2) долей добычи минерального сырья из месторождений, принадлежащих к данному типу, относительно мировой добычи такого минерального сырья. При этом в разных странах значение одного и того же промышленного типа месторождений может быть большим или меньшим ввиду того, что отдельно взятая страна, как правило, не обладает всеми типами месторождений полезных ископаемых.
Исключением является СНГ, где находятся почти все известные в мире промышленные типы месторождений.
Рельеф и полезные ископаемые
В рельефе Африки преобладают равнины и плоскогорья с высотами от 200 до 1000 м. Средняя высота материка составляет 660 м (второе место после Азии). Менее 10% поверхности занимают низменности, более 20% - горные области. Самой высокой точкой Африки е вулкан Килиманджаро (5895 м), самой низкой - впадина озера Ассаль (153 м ниже уровня моря). Окраинные части материка, в основном, поднятые по сравнению с внутренними районами. Вместе с тем поверхность Африки однообразна. Важной особенностью рельефа Африки является условный ее разделение на высокие и низкие. Высокие элементы рельефа сосредоточены на востоке и юге материка (Высокая Африка), где средние высоты составляют 1000-2000 м. На севере и западе материка (Низкая Африка) преобладают высоты до 1000 м.
Почти целый материк - это давняя африкано-Аравийская платформа, которая является частью материка Гондвана, фундамент которого формировался в течение архея и протерозоя. Древние складчатые сооружения, составляющие основу платформы, развивались на протяжении длительного времени сотни миллионов лет назад. Сейчас их корни составляют фундамент материка, который в разных своих частях испытывал поднятий и опусканий. В зонах опусканий накапливались осадочные породы. В некоторых местах в земной коре образовывались разломы, по которым на поверхность выливалась магма.
Современный рельеф северной и южной частей материка существенно отличается. На севере больше зон опусканий, неоднократно затапливались морями. Разрушенные давние складчатые сооружения перекрылись осадочными породами. На этих плитах сформировались плоские равнины. Древние кристаллические породы выходят на земную поверхность только на северном побережье Гвинейского залива, в центре Сахары и вдоль Красного моря. На них преобладает рельеф нагорья и плоскогорья.
В Восточной и Южной Африке плоскогорья и нагорья на кристаллических щитах занимают большую часть территории. В мезозое и кайнозое произошли грандиозные движения земной коры материка. Особенно активно они проходили в его восточной части, где образовалась, крупнейшая на планете система разломов. В Африке она простирается от Суэцкого залива через Красное море, Эфиопское нагорье и Восточноафриканское плоскогорье до нижнего течения реки Замбези. По трещинам происходили вертикальные и горизонтальные перемещения больших блоков земной коры. Образовались поднятия - горсти и опускания - грабены. Горсть в рельефе соответствуют глыбовые хребты Восточно-африканскийго плоскогорье с плоскими вершинами и крутыми склонами. Во многих грабенах образовались узкие и глубокие озера. Разломы сопровождались вулканической деятельностью. Горсти распространены и в Южной Африке. Вулканическая деятельность продолжается и сегодня. Вдоль разломов в Восточной Африке и на побережье Гвинейского залива есть действующие вулканы (например Камерун).
На крайнем северо-западе и юге материка к древней платформы присоединяются подвижные складчатые пояса - Атласские горы на северо-западе и Капские горы - на юге. Складчатые движения в Капских горах закончились во время герцинской горообразования, в Атласских - при альпийского.
Африка богата разнообразными полезными ископаемыми, наличие которых обусловлено геологическим строением. Так, преобладание на материке полезных ископаемых магматического и метаморфического происхождения - это результат распространения древних интрузий, которые залегают близко к поверхности.
В южной части материка является наиболее месторождений полезных ископаемых магматического происхождения. Мировое значение имеют запасы меди (Замбия), золота (Южная Африка), урана (Южная Африка, Намибия).
Осадочные полезные ископаемые накапливались во впадинах, которые характерны для Низкой Африки. Поэтому нефтяные месторождения расположены на территории Северной и Западной Африки. Кроме нефти, здесь есть месторождения природного газа и фосфоритов. Африка богата и другими нерудные полезные ископаемые, в первую очередь - алмазы. Особенно много их в Южной Африке. Западная Африка богата алюминиевые и марганца руды (осадочного происхождения).
Сравнительно бедна полезными ископаемыми Восточная Африка.
Полезные ископаемые мира
Полезные ископаемые России - крупные месторождения нефти, природного газа, угля, древисины, калийных солей, никеля, олова, алюминиевого сырья, а также вольфрам, золото, платина, слюда и другие полезные ископаемые.
Полезные ископаемые Украины - железная руда, уголь, марганец, природный газ, нефть, соль, сера, графит, titanium, магний, каолин, никель, ртуть, древесина.
Полезные ископаемые Белоруссии - леса, торфяные месторождения, небольшие залежи нефти и природного газа, гранит, доломитовый известняк, мергель, мел, кварцевый песок, гравий, глина.
Полезные ископаемые в Арктике - кварцевый песок и гравий, россыпные месторождения, полиметаллы, нефтяные и газовые месторождения.
Полезные ископаемые Антарктиды - железная руда, хром, медь, золото, никель, платина и другие минералы.
Какие богатства и природные ресурсы дарит человеку наша Земля! К сожалению, не все природные ископаемые возобновляемые. Многие из них имеют ограниченные запасы природных ресурсов. Современная капитализация и глобализация мира приводит к перерасходу и завышенному использованию многих природных ископаемых, таких, как газ, нефть, золото, что приводит к их подорожанию и постепенному уменьшению ресурсов. Другой стороной активной добычи переработке природных ресурсов является негативное влияние на экологию и экосистему земного шара.
Поскольку увеличивается рост использования полезных ископаемых в совокупности с невозобновляемости некоторых из них, ведется мониторинг и активное использование вторичных ресурсов и поиск новых видов сырья, топлива и энергии (солнечной, энергией ветра и других естественных природных источников).
Полезные ископаемые Америки
Северная Америка богата различными полезными ископаемыми. Это связано с историей ее геологического развития. Из горючих полезных ископаемых наиболее значительны запасы нефти, газа, каменного угля. Месторождения нефти и газа находятся на тихоокеанском побережье США, Примексиканской низменности, юге Центральных и Великих равнин, Аляске. Значительные запасы нефти и газа вмещает шельф окраинных морей Северного Ледовитого океана. Крупное месторождение Прадхо-Бей расположено на шельфе моря Бофорта. Каменным углем богаты восток Центральных равнин и предгорья Аппалачских гор. Бурые угли добывают на Великих равнинах, в межгорных котловинах Кордильер, на Аляске.
Среди других континентов Северная Америка занимает ведущее место по запасам углей, железных руд, ильменита, руд вольфрама, молибдена, редкоземельных металлов, свинца, серебра, цинка, барита, калийных солей, асбеста, графита (здесь и далее запасы континентов и стран на начало 1985), 2-е место — по запасам нефти, природного горючего газа, самородной серы (после Азии), руд лития и меди (после Южной Америки), золота, платиноидов, сурьмы, фосфоритов (после Африки), 3-е — по запасам урана, ниобия, тантала, флюорита. В Северной Америке сосредоточены также значительные запасы руд бериллия, кобальта, никеля и других полезных ископаемых (карта).
Большинство месторождений полезных ископаемых С. А. приурочено к Канадскому щиту и Кордильерам. Докембрий Канадского щита включает крупные месторождения железных руд (район оз. Верхнего, полуострова Лабрадор), сульфидных, медных, никелевых и урановых руд (северного побережья оз. Гурон), а также золота (район Поркьюпайн) и цветных металлов; осадочный чехол платформы, в основном по границе со складчатыми областями, содержит многочисленные залежи нефти и газа (во всех системах палеозоя, а на З. и мезозоя) и каменного угля (Восточный и Западный внутренние каменноугольные бассейны Северо-Американской плиты).
В Кордильерах известны многочисленные и местами крупные месторождения руд золота, серебра, меди, цинка, свинца (месторождение Пайн-Пойнт), молибдена, вольфрама, ртути, менее распространены железные руды. Вдоль Тихоокеанского побережья, в Калифорнии и Южной Аляске (залив Кука), а также в предгорьях (Канада) и в восточной части (США) Скалистых гор имеются значительные месторождения нефти и газа. К меловым отложениям Скалистых гор и внутренних прогибов Кордильер в Канаде приурочены залежи каменного угля, а к низам мезозоя Скалистых гор - осадочных руд урана; в палеозое того же района - пластовые залежи фосфоритов ("формация фосфория").
Северная Америка очень богата каменным и бурым углем, цинком и молибденом. Весьма значительны также запасы меди, кобальта, титана, ванадия. Достаточно велики и запасы нефти, железа и никеля, хотя по этим видам ископаемых Северная Америка заметно уступает другим материкам. Сравнительно беден материк марганцем, хромом, алюминием и оловом. Одной из основных металлогенических провинций Северной Америки является Канадский щит, в недрах которого имеются крупные месторождения железа, никеля, меди, золота, серебра, урана, молибдена и других металлов. Крупные месторождения железных руд сосредоточены в районе Верхнего озера и на Лабрадоре. Руды этих районов метаморфического происхождения приурочены к толщам осадочных пород докембрийского возраста. Представлены они главным образом гематитом, содержащим около 50-55% железа. В районе озера Верхнего наиболее богатые месторождения истощены, и здесь разрабатываются железистые кварциты с содержанием железа около 27%.Никель обычно встречается в ассоциации с медью. Мировую известность имеет месторождение в районе Садбери. Залегающие здесь в виде синклинали архейские гнейсы, кристаллические сланцы, известняки, протерозойские кварциты и другие породы прорваны мощной интрузией ультраосновной магмы.
Оруденение, имеющее площадь около 1500 км2, сосредоточено в нижней части интрузива, где образовались крупные жилы и линзы пирротина, халькопирита и пирита. Эти руды содержат медь, никель, кобальт, платину, золото, серебро. Близкое по типу месторождение эксплуатируется в районе озера Гренвилл, на севере канадской провинции Манитоба. Помимо этого, на территории щита имеется значительное количество месторождений меди, преимущественно колчеданного типа (Флинфлон, Норанда и др.). Вместе с медью часто добывают серебро и золото. Последнее встречается во многих местах в количествах, имеющих важное промышленное значение. Большинство золотосодержащих минералов генетически связано с гранитоидами. Канадский щит известен месторождениями урановых руд (наиболее значительные у Большого Медвежьего озера и у озера Гурон). Районы плиты Северо-Американской платформы, в отличие от щита, богаты преимущественно топливно-энергетическими видами минерального сырья. К этим структурам приурочен ряд крупнейших месторождений угля, нефти и природного газа. Месторождения угля известны в двух главных провинциях, соответствующих Центральным и Великим равнинам. В первой из них имеются значительные запасы битуминозных углей, залегающих среди каменноугольных известняков и сланцев на большой части территории. Во второй провинции наиболее крупные месторождения располагаются вблизи границы США и Канады.
Отдельные значительные поля вытянуты также узкими полосами вдоль подножья Скалистых гор на территории обоих государств. Месторождения приурочены к породам третичного и мелового возраста. Это главным образом бурые угли или лигниты. На территории Канады среди них встречаются и битуминозные угли. В юго-восточной части Великих равнин располагается одно из наиболее известных мировых месторождений нефти и природного газа, занимающее обширную территорию между реками Пекос и Арканзас. Здесь в разнообразных структурных формах нефть встречается во всех осадочных породах от кембро-ордовика до неогена. Отдельные месторождения нефти и природного газа имеются в разных частях Великих равнин, как в США, так и в Канаде. Нефть и уголь обнаружены на островах Канадского Арктического архипелага, геологическое строение которого изучено еще недостаточно. Рудные месторождения имеют меньшие значения. Наиболее крупные из них возникли вследствие внедрения лакколитов, и даек в осадочные толщи в мезозое и третичном периоде. Такое происхождение имеют значительные свинцово-цинковые, баритовые и флюоритовые месторождения, которые открыты в районе слияния рек Миссисипи, Миссури и Огайо. Побережье Мексиканского залива (синеклиза) весьма богато нефтью, которая приурочена к меловым и кайнозойским отложениям, залегающим в виде пологих антиклинальных куполов или почти горизонтально. Часто они прорваны соляными куполами, поднимающимися из пермских слоев.
Месторождения нефти разбросаны по всей территории низменности к западу от Миссисипи в США и Мексике. В каледонских складчатых структурах Аппалачей обнаружено одно из самых крупных в мире месторождений асбеста (гора Нотр-Дам в Канаде). В каледонидах Аппалачей, на Ньюфаундленде и в восточной Гренландии открыты также месторождения полиметаллов. Различные руды, образовавшиеся в процессе каледонской складчатости и в более древние этапы геологической истории, характерны также для герцинских структур Аппалачей. Последние обладают разнообразными видами топливно-энергетического сырья и руд. Самое ценное из природных богатств Аппалачей каменный уголь, залегающий в осадочных породах каменноугольного возраста. Очень крупные месторождения угля приурочены к северной части Аппалачского плато. На западе они представлены битуминозными углями, на востоке, в зоне, подвергавшейся дислокациям, антрацитами. Насчитывают 10-27 угольных пластов, достигающих 12-20 м мощности. Местами они выходят на поверхность. Еще одно месторождение высококачественных углей располагается вдоль западного края герцинской складчатой зоны от города Питтсбурга до Бирмингема, погружаясь далее к югу под покровы мезозойских осадочных пород Примексиканской низменности.
С месторождениями угля были связаны и залежи нефти, ныне почти полностью отработанные. Среди других месторождений герцинских Аппалачей гематиты, залегающие в силурийских отложениях и образующие железорудный пояс, протягивающийся через все южные Аппалачи (наиболее богат район Бирмингема), цинковые, медные руды и пириты. Весьма разнообразные ископаемые приурочены к складчатым структурам Кордильер. Особенно значительны месторождения благородных, цветных и редких металлов, сопряженные с невадийскими и ларамийскими интрузиями. В отличие от Юго-Восточной Азии, где киммерийский складчатый пояс богат олово-вольфрамовыми рудами, аналогичные структуры Северной Америки богаты рудами, содержащими медь, золото, свинец и цинк. Основные месторождения генетически связаны с умеренно-кислыми гранитоидами верхнеюрского и нижнемелового возраста, прорывающими докембрийские, палеозойские и мезозойские породы. Таковы имеющие мировую известность месторождения золота на полуострове Стюард, в бассейне реки Юкон (на Аляске и в Канаде) и в Калифорнии, полиметаллические (преимущественно оловянно-цинковые) месторождения в Канаде и в штатах Невада и Аризона (золото, медь, свинец, цинк, серебро) и богатые вольфрамом скарновые (известково-железистьге силикаты: гранат, пироксен и др.) месторождения в Канаде.
Среди менее значительных месторождений отметим оловянные руды на Аляске, хромовые на Западе США, колчеданные месторождения у горы Шаста в Калифорнии.В ларамийских структурах очень важное значение имеют месторождения в северных и средних частях Скалистых гор США, связанные с внедрением батолитов. Сюда относятся весьма крупные месторождения меди (Бингем, Бьютт и др.), полиметаллов (Кер-д'Ален), вольфрама, золота. Аналогичные по времени (конец мела палеоген) интрузии на плато Колорадо привели к образованию значительных урановых месторождений. Медные, полиметаллические и титановые руды близкого происхождения характерны для внутренних частей Мексиканского нагорья. С неогеновыми магматическими процессами, проявившимися на очень большой территории, сопряжено образование многих рудных месторождений не только в поясе тихоокеанских складок, но и в других структурных зонах Кордильер. Прибрежная полоса в Аляске и Канаде выделяется запасами хрома, платины и алмазов, а в США ртути. В средней части Скалистых гор США к интрузиям этого возраста приурочены месторождения молибдена (одно из крупнейших в мире), свинцово-цинковых, золото-серебряных, медно-молибденовых и других руд. Рудный пояс США продолжается в Мексике, где крупнейшие месторождения имеют неогеновый возраст. Таковы, в частности, крупные залежи медно молибденовых, полиметаллических, урановых и золото-серебяных руд, которыми богато Мексиканское нагорье.
Наряду с рудами, в Кордильерах имеется и топливно-энергетическое сырье. В связи с большой пестротой геологического строения месторождения его очень разбросаны. В самых различных частях Кордильер обнаружены залежи углей, имеющих разнообразный возраст и состав. Самые значительные из них приурочены к межгорным понижениям района Скалистых гор и островным горам Канады и имеют верхнемеловой палеогеновый возраст. Не столь велики запасы нефти. Исключением является южный район штата Калифорния, где на небольшой площади в кайнозойских породах сосредоточены очень крупные нефтяные месторождения. В меньших количествах имеется нефть в Скалистых горах и некоторых частях Аляски.
Hерудное индустриальное сырьё Северной Америки
B недрах Северной Америке заключено 42,2 млн. т хризотил-асбеста, 5 млн. т кристаллич. и 30 млн. т аморфного графита. Б.ч. запасов (87,6%) хризотил-асбеста C. A. сосредоточена в Kанаде. Hаиболее крупные месторождения, содержащие 10-25% волокна, расположены в пределах офиолитового пояса Aппалачей, в серпентинизированных ультраосновных породах (Джефри, Tетфорд-Mайнс, Бельвидир-Mаунтин), a также в Teхоокеанском поясе (Kассиар, Kопперполис).
Oсн. запасы (80%) кристаллического и все запасы аморфного графита связаны c метаморфогенными месторождениями Mексики (Mорадильяс, Эрмосильо). Менее значительные месторождения известны в Kанаде, a также в США.
В Северной Америке имеются довольно крупные по масштабам пегматитовые месторождения пластинчатого и чешуйчатого мусковита, развитые в США (Блу-Pидж, Cпрус-Пайн) и Kанаде (Паран). Bажным источником мелкочешуйчатой слюды являются м-ния формации слюдяных сланцев.
Страны располагают многочисленными месторождениями нерудных строительных материалов: песчано-гравийного сырья, бентонитовых глин, гипса, известняка, доломита, кварцевого песка, диатомита, разнообразного облицовочного и декоративного камня и др.
Драгоценные и поделочные камни представлены крупными месторождениями сапфира (Його-Галш), бирюзы (Bилла-Гров), нефрита (Oминек), опала (Kеретаро), кунцита, турмалина, берилла (Пала). Промышленные месторождения алмазов в Северной Америке не установлены. B пограничной полосе штатов Kолорадо и Bайоминг в США известно св. 100 проявлений Kимберлитов.
Полезные ископаемые Африки
Африка исключительно богата природными ископаемыми. Она является одним из главных поставщиков руд черных и цветных металлов для мировой металлургической промышленности. Континент может похвастаться залежами графита, месторождениями нефти и природного газа и относительно небольшими залежами угля.
И все же главным сокровищем Африки являются залежи золота и ювелирных алмазов. Кроме того, на материке есть залежи урановых руд, содержание урана в которых достигает 0,3%.
Особенности рельефа Африки и их влияние на месторождения полезных ископаемых
Процессы орудения недр Африканского континента происходили в докембрийский период, а также в начале палеозоя. А поскольку древний фундамент материковой платформы поднимался на поверхность в южных частях и в районе Экваториальной Африки, то именно там сосредоточены все важнейшие места залегания рудных ископаемых.
Метамофрозы в слоях древних архейских и протерозойских плит в различных районах материка привели к образованию залежей хромитов в Южной Родезии, медной руды в районе ЮАР, вольфрама и олова в Нигерии, а также графита на Мадагаскаре и марганца в Гане.
В результате протекания гидротермальных процессов в недрах материка на территории Западной Африки образовались залежи золота. Золотой рудой магматического происхождения богата ЮАР.
Африка столь богата алмазами, что даже один из видов алмазных трубок – кимберлит – получил название по имени африканской провинции Кимберли, где впервые была обнаружена трубка данного вида. Кимберлитовые трубки – это, так называемые, коренные месторождения алмазов, образованных из графита, который долгое время находился под давлением глубоко в пластах Земли (на глубине от 100 до 200 км), был модифицирован в алмаз и вынесен на поверхность магмой во время вулканических извержений.
Виды полезных ископаемых Африки:
Горючие полезные ископаемые
Уголь (месторождения в ЮАР). Образуется из частей древних растений, является одним из важнейших энергетических ресурсов на сегодняшний день.
Нефть (месторождения в Ливии, Алжире и Нигерии). Относится к ископаемому топливу, имеет маслянистую жидкую структуру, состоит из углеводородов различной массы. Высоко ценится в мире.
Руды черных металлов
Марганцевые руды (месторождения в ЮАР). Используются в качестве добавки к железным сплавам для придания им твердости и прочности, для производства легированного чугуна и стали.
Хромитовые руды (месторождения в ЮАР). Из хромитов добывают хром, который является незаменимым компонентом нержавеющих и жаропрочных суперсплавов.
Титаномагнетиновые руды (месторождения в ЮАР). Руды, в состав которых входит ванадий – наиболее редкий черный металл. Используется для производства марочных сплавов стали и чугуна.
Руды цветных металлов
Алюминий (месторождения бокситов в Камеруне). Имеет широкое применение благодаря легкости, высокой тепло- и электропроводимости, устойчивости к коррозии. Самый распространенный металл в земной коре.
Медь (залежи в медном поясе Республики Конго и Замбии). Самый ценный среди цветных металлов. Используется в энерготехнической промышленности, в машиностроении, а также при производстве различных сплавов.
Свинец (ЮАР). Входит в состав таких минералов, как церуссит, галенит, англизит и др. Широко применяется в автомобильной, электротехнической, электронной и военной промышленности.
Никель (ЮАР). Используется для производства никилевой стали, в качестве покрытия различных металлических сплавов, при изготовлении монет и т.д. В земной коре представлен только в составе различных руд.
Кобальт (Республика Конго и Замбия). Используется для изготовления сплавов высокой прочности и при производстве мощных магнитов.
Олово. Большая часть олова добывается из минерала касситерита (оловянного камня). Металл безопасен, устойчив к коррозии и нетоксичен, поэтому применяется, в основном, в качестве покрытия.
Сурьма (Республика Конго). Содержится преимущественно в рудном минерале антимоните. Применяется для изготовления антипиренов – составов, понижающих горючесть различных материалов.
Руды благородных металлов
Золото (ЮАР). Драгоценный металл, используемый в ювелирной и других отраслях промышленности. Встречается в составе руды, а также в чистом виде в водных источниках.
Платина и платиноиды (ЮАР). Является наиболее редким и дорогостоящим среди драгоценных металлов. Ценится благодаря своей тугоплавкости, высокой стойкости к коррозии и окислению, большой прочности и электропроводимости.
Руды редких и радиоактивных металлов
На Африканском континенте имеются месторождения минеральных руд, из которых добывают ниобий (север Нигерии), тантал (Египет), цезий (Зимбабве и Намибия), радиоактивный уран (Намибия и ЮАР).
Алмазы
Самые известные среди драгоценных камней. Очень ценятся в качестве ювелирных украшений, а также имеют широкое применение в промышленности благодаря своей твердости.
Ресурсы и месторождения
Рассмотрим кратко наиболее крупные месторождения полезных ископаемых Африки. Континент считается ведущим поставщиком золота, платины и алмазов. Первое место в мире по добыче золота и платины принадлежит ЮАР. Также крупные месторождения данных металлов находятся в Зимбабве, Гане, Республике Конго и Мали. Замбии принадлежит первенство по добыче меди в мире, также Замбия вместе с Конго ведут по месторождениям кобальта.
В недрах ЮАР сосредоточены бесценные запасы минералов: 91% мирового запаса марганцевых руд, 58% хромитовых руд и 50% залежей ванадия. В Камеруне находится 3,8% мирового запаса алюминия.
Наиболее богатые месторождения алмазов расположены в ЮАР, Зимбабве, Намибии и Анголе. Примечательно, что 100% алмазов, добываемых в Намибии, имеют ювелирную ценность.
Большие нефтяные месторождения есть в Алжире (15 место в мире), Ливии, Нигерии и Египте. Северное побережье континента богато железными, марганцевыми и свинцово-цинковыми рудами.
Полезные ископаемые Австралии
Австралия богата разнообразными полезными ископаемыми. Новые открытия минеральных руд, сделанные на континенте за последние 10-15 лет, выдвинули страну на одно из первых мест в мире по запасам и добыче таких полезных ископаемых, как железная руда, бокситы, свинцово-цинковые руды.
Самые большие в Австралии залежи железной руды, которые начали разрабатываться с 60-х годов XX века, находятся в районе хребта Хамерсли на северо-западе страны (месторождения Маунт-Ньюмен, Маунт-Голдсуэрта и др.). Железная руда имеется также на островах Кулан и Кокату в заливе Кинга (на северо-западе), в штате Южная Австралия в хребте Мидлбэк (Айрон-Ноб и др.) и на Тасмании - месторождение Савидж-Ривер (в долине р. Савидж).
Крупные месторождения полиметаллов (свинец, цинк с примесью серебра и меди) находятся в западной пустынной части штата Новый Южный Уэльс - месторождение Брокен-Хилл. Важный центр добычи цветных металлов (меди, свинца, цинка) сложился около месторождения Маунт-Айза (в штате Квинсленд). Залежи полиметаллов и меди имеются также на Тасмании (Рид-Розбери и Маунт-Лайелл), меди - в Теннант-Крике (Северная Территория) и в других местах.
Основные запасы золота сосредоточены в выступах докембрийского фундамента и на юго-западе материка (штат Западная Австралия), в районе городов Калгурли и Кулгарди, Норсмен и Уилуна, а также в Квинсленде. Более мелкие месторождения встречаются почти во всех штатах.
Бокситы залегают на полуостровах Кейп-Йорк (месторождение Уэйпа) и Арнемленд (месторождение Гов), а также на юго-западе, в хребте Дарлинг (месторождение Джаррадейл). Содержащие марганец руды находятся на острове Грут-Айленд - в заливе Карпентария и на северо-западе страны - в районе Пилбары. Месторождения урана обнаружены в различных частях материка: на севере (полуостров Арнемленд) - неподалеку от рек Саут и Ист-Аллигейтор, в штате Южная Австралия - около оз. Фром, в штате Квинсленд - месторождение Мэри-Катлин и в западной части страны - месторождение Йиллирри.
Основные залежи каменного угля расположены в восточной части Австралии. Наиболее крупные месторождения как коксующегося, так и некоксующегося каменного угля разрабатываются около городов Ньюкасл и Литгоу (штат Новый Южный Уэльс) и городов Коллинсвилл, Блэр-Атол, Блафф, Баралаба и Моура-Кианга в штате Квинсленд.
Геологическими изысканиями установлено, что в недрах Австралийского материка и на шельфе у его берегов находятся большие месторождения нефти и природного газа. Нефть найдена и добывается в штате Квинсленд (месторождение Муни, Олтон и Беннет), на острове Барроу у северо-западного побережья материка, а также на континентальном шельфе у южного побережья штата Виктория (месторождение Кингфиш). Залежи газа (крупнейшее месторождение Ранкен) и нефти обнаружены также на шельфе у северо-западных берегов материка. В Австралии имеются крупные месторождения хрома (штат Квинсленд), Гингин, Донгара, Мандарра (Западная Австралия), Марлин (штат Виктория).
Из неметаллических полезных ископаемых встречаются различные по своему качеству и промышленному использованию глины, пески, известняки, асбест, а также слюда.
Налог на полезные ископаемые
Налогоплательщики:
1. Организации и индивидуальные предприниматели, зарегистрированные и признаваемые пользователями недр.
2. Организации, сведения о которых внесены в ЕГРЮЛ на основании статьи 19 Федерального закона N 52-ФЗ, признаваемые пользователями недр в соответствии с законодательством Российской Федерации, а также на основании лицензий и иных разрешительных документов, действующих в порядке, установленном статьей 12 Федерального конституционного закона N 6-ФКЗ "О принятии в Российскую Федерацию Республики Крым и образовании в составе Российской Федерации новых субъектов - Республики Крым и города федерального значения Севастополя".
По общему правилу налогоплательщики должны встать на учет в качестве налогоплательщика НДПИ по месту нахождения участка недр, который они используют, в течение 30 календарных дней с момента государственной регистрации лицензии на пользование участком недр.
Особый порядок постановки на учет установлен для пользователей недр в Крыму и Севастополе.
Постановка на учет производится по месту нахождения организации либо по месту жительства физического лица (если налогоплательщик является ИП).
Минфин РФ также дополнительно определяет особенности постановки на учет в качестве налогоплательщиков НДПИ - см. Приказ МНС РФ N БГ-3-09/731.
1. добытые из недр на территории РФ на предоставленном по закону участке недр (в том числе из залежи углеводородного сырья);
2. извлеченные из отходов (потерь) добывающего производства, подлежащие отдельному лицензированию;
3. добытые из недр за пределами РФ на территориях, арендуемых или используемых по международным договорам, а также находящихся под юрисдикцией РФ.
Не являются объектами налогообложения:
• общераспространенные полезные ископаемые, в т.ч. подземные воды, добытые индивидуальным предпринимателем и используемые им непосредственно для личного потребления;
• добытые (собранные) минералогические, палеонтологические и др. геологические коллекционные материалы;
• добытые из недр при образовании, использовании, реконструкции и ремонте особо охраняемых геологических объектов, имеющих научное, культурное, эстетическое, санитарно-оздоровительное или иное общественное значение;
• полезные ископаемые, извлеченные из собственных отвалов или отходов (потерь) горнодобывающего и связанных с ним перерабатывающих производств;
• дренажные подземные воды;
• метан угольных пластов.
Виды полезных ископаемых:
1. Уголь и горючие сланцы;
2. Торф;
3. Углеводородное сырье (нефть, газовый конденсат, газ горючий природный, метан угольных пластов);
4. Товарные руды черных и цветных металлов, редких металлов, образующих собственные месторождения;
5. Полезные компоненты комплексной руды;
6. Горно-химическое неметаллическое сырье (апатит, фосфоритовые руды, соли, сера, шпат, краски земляные и др.);
7. Горнорудное неметаллическое сырье;
8. Битуминозные породы;
9. Сырье редких металлов (индий, кадмий, теллур, таллий, галлий и др.);
10. Неметаллическое сырье, используемое, в основном, в строительной индустрии (гипс, ангидрид, мел, известняк, галька, гравий, песок, глина, облицовочные камни);
11. Кондиционный продукт пьезооптического сырья (топаз, нефрит, жадеит, родонит, лазурит, аметист, бирюза, агаты, яшма и др.);
12. Природные алмазы, др. драгоценные камни (алмазы, изумруд, рубин, сапфир, александрит, янтарь);
13. Концентраты и др. полупродукты, содержащие драгметаллы (золото, серебро, платина, палладий, иридий, родий, рутений, осмий) а также лигатурное золото, соответствующее национальному стандарту (техническим условиям) и (или) стандарту (техническим условиям) организации-налогоплательщика;
14. Соль природная и чистый хлористый натрий;
15. Подземные воды, содержащие полезные ископаемые и лечебные ресурсы, а также термальные воды;
16. Сырье радиоактивных металлов (в частности, уран и торий).
Налоговая база
Налоговая база по НДПИ определяется как стоимость добытых полезных ископаемых по каждому виду, с учетом установленных различных ставок. Она определяется отдельно по каждому добытому полезному ископаемому.
Особым образом определяется стоимость углеводородного сырья, добытого на новом морском месторождении углеводородного сырья. Как определять по нему налоговую базу, говорится в статье 340.1 НК РФ. О таких месторождениях налоговые органы информирует федеральный орган исполнительной власти, ответственный за ведение государственного баланса запасов полезных ископаемых.
В отношении иных видов добываемого углеводородного сырья, а также угля, налоговая база определяется как количество добытых полезных ископаемых в натуральном выражении.
Общий порядок оценки стоимости добытых полезных ископаемых при определении налоговой базы указан в статье 340 Налогового Кодекса РФ.
Запасы полезных ископаемых
Данные о запасах полезных ископаемых используются при разработке схем развития отраслей народного хозяйства, добывающих и использующих минеральное сырьё, составлении государственных планов экономического и социального развития CCCP, планировании геологоразведочных работ, для проектирования горных предприятий. В целях единообразия в методологии оценки достоверности и промышленного значения запасов полезных ископаемых, создания единых систем терминов и определений, применяемых при их подсчёте и учёте, разрабатываются классификации запасов полезных ископаемых, которые позволяют однозначно обрабатывать и использовать имеющуюся и новую информацию о минеральных ресурсах страны, отдельных экономических районов, крупных геологических регионов. В классификациях запасов полезных ископаемых, действующих в CCCP, устанавливаются единые принципы подсчёта и государственного учёта запасов всех видов полезных ископаемых. Для разработки долговременных планов развития минерально-сырьевой базы и установления возможностей удовлетворения перспективной потребности в минеральном сырье этими классификациями устанавливаются также основные принципы количественной оценки прогнозных ресурсов полезных ископаемых (для нефти и газа также перспективных ресурсов).
Запасы полезных ископаемых подсчитываются и учитываются по каждому виду полезных ископаемых и возможному направлению его использования в народном хозяйстве. По комплексным месторождениям подлежат обязательному подсчёту и учёту запасы основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых, а также содержащихся в них попутных компонентов, целесообразность промышленного использования которых определена утверждёнными Кондициями (твёрдые полезные ископаемые) или обоснована технологическими и технико-экономическими расчётами (месторождения нефти и газа). Подсчёт и учёт запасов полезных ископаемых и содержащихся в них компонентов, имеющих промышленное значение, производятся без учёта потерь и разубоживания при добыче и переработке. Запасы попутных компонентов подсчитываются и учитываются как в недрах, так и в извлекаемом полезном ископаемом.
Оценка качества полезных ископаемых производится в соответствии с требованиями действующих государственных, отраслевых стандартов, технических условий, а также с учётом технологии их добычи и переработки, обеспечивающей комплексное использование добытого минерального сырья в естественном виде или извлечение из него компонентов, имеющих промышленное значение; для твёрдых полезных ископаемых обязательным является соблюдение требований кондиций на минеральное сырьё, утверждённых по конкретным месторождениям.
По степени изученности запасов полезных ископаемых подразделяются на разведанные запасы категорий А, В, С1 и предварительно оценённые — категория С2.
Подразделение запасов полезных ископаемых на категории учитывает различия в достоверности определения, снижающейся последовательно от категории А к категории С2. Критериями установления категорий для твёрдых полезных ископаемых являются изученность форм, размеров и условий залегания тел полезных ископаемых, характера и закономерностей изменчивости их морфологии, внутреннего строения, качества и технологических свойств гидрогеологических, инженерно-геологических, геокриологических, горно-геологических и других природных условий месторождения; для нефти, природного газа и конденсата — форм и размеров залежей, эффективной нефте- или газонасыщенной толщины, типа коллектора, характера изменения коллекторских свойств и нефте- или газонасыщенности продуктивных пластов, качества и состава нефти (газа), основных особенностей залежей, определяющих условия их разработки.
Выделение и подсчёт запасов полезных ископаемых различных категорий, отвечающих по степени изученности требованиям соответствующих классификаций, производится раздельно по каждому обособленному телу полезного ископаемого (залежи, горизонту).
Запасы руд и содержащихся в них основных компонентов, нефти и растворённого в ней газа, газа и содержащегося в нём конденсата подсчитываются по одним и тем же категориям. На комплексных месторождениях твёрдых полезных ископаемых запасы попутных компонентов, имеющих промышленное значение, подсчитываются в контурах подсчёта запасов основных компонентов и оцениваются по категориям в соответствии со степенью их изученности, характером распределения, форм нахождения и технологией извлечения. Подсчёт запасов попутных компонентов, содержащихся в нефти, газе и конденсате, производится в контурах подсчёта запасов нефти и газа по тем же категориям.
Запасы полезных ископаемых и содержащихся в них полезных компонентов по их народно-хозяйственному значению подразделяются на две группы, подлежащие раздельному подсчёту и учёту, — балансовые запасы полезных ископаемых и забалансовые запасы. В балансовых запасах нефти, растворённого газа, конденсата и содержащихся в них полезных компонентов, имеющих промышленное значение, подсчитываются и учитываются извлекаемые запасы. Запасы полезных ископаемых, заключённые в охранных целиках (или в пределах охранных зон) крупных водоёмов и водотоков, населенных пунктов, капитальных сооружений и сельскохозяйственных объектов, заповедников, памятников природы, истории и культуры, относятся к балансовым или забалансовым на основании технико-экономических расчётов, в которых учитываются затраты на перенос сооружений или специальные способы отработки запасов.
Запасы попутных компонентов подсчитываются раздельно в контурах подсчёта балансовых и забалансовых запасов полезных ископаемых и относятся к той же группе запасов, что и запасы содержащих их полезных ископаемых. Основными критериями оценки промышленного значения попутных компонентов являются: потребность в народном хозяйстве, наличие разработанной технологической схемы извлечения их из продуктов переработки минерального сырья и степень концентрации в этих продуктах, обеспечивающая извлечение на экономически рациональной основе. Запасы разведанных месторождений, а также дополнительно разведанные в процессе разработки месторождений подлежат утверждению Государственной комиссией по запасам полезных ископаемых при Совете Министров CCCP (ГКЗ CCCP), запасы твёрдых полезных ископаемых для предприятий местного подчинения, а также запасы общераспространённых полезных ископаемых (за некоторыми исключениями) — территориальными комиссиями по запасам полезных ископаемых Министерства геологии CCCP (ТКЗ). При утверждении запасов полезных ископаемых устанавливаются их достоверность, количество, качество, условия залегания, степень изученности, народно-хозяйственное значение и подготовленность месторождения для промышленного освоения.
Одним из основных критериев подготовленности месторождения для промышленного освоения является соотношение различных категорий балансовых запасов полезных ископаемых, полученное при проведении на месторождении (части крупного месторождения) геологоразведочных работ. Действующими в CCCP классификациями установлено, что используемые при проектировании предприятий по добыче твёрдых полезных ископаемых, утверждённые в установленном порядке балансовые запасы полезных ископаемых с учётом сложности геологического строения месторождения должны иметь соотношение запасов различных категорий.
Используемые при проектировании предприятий по добыче нефти и газа утверждённые извлекаемые запасы нефти и конденсата, балансовые для газа должны иметь соотношение: категории С1 не менее 80%, С2 не более 20%.
При проектировании предприятий по добыче твёрдых полезных ископаемых определяются промышленные запасы — та часть балансовых запасов полезных ископаемых, которая должна быть извлечена из недр по проекту или плану развития горных работ (за вычетом проектных потерь). При разработке рудных месторождений выделяются также эксплуатационные запасы полезных ископаемых — промышленные запасы с учётом разубоживания. В процессе разработки месторождений твёрдых полезных ископаемых по степени подготовленности к добыче в числе промышленных выделяются запасы вскрытые, подготовленные и готовые к выемке.
К вскрытым запасам полезных ископаемых относятся запасы, для разработки которых подземным способом не требуется дополнительных сооружений капитальных горных выработок, а для разработки открытым способом проведены все необходимые работы по вскрытию месторождения (участка), пройдены дренажные выработки, траншеи или съезды, нарезаны уступы для укладки транспортных путей, удалены вскрышные породы.
Подготовленные запасы полезных ископаемых — часть вскрытых запасов, которая при подземной разработке подсечена основными подготовительными выработками и не требует для выемки проведения дополнительных подготовительных выработок, а при открытой разработке — остались незачищенными от породы, оставшейся после экскавации вскрыши.
Готовые к выемке запасы полезных ископаемых — часть подготовленных запасов, для извлечения которой подземным способом проведены все подготовительные и нарезные выработки, открытым способом — произведена полная зачистка.
Запасы месторождений, районов, регионов, а также проявления полезных ископаемых подлежат государственному учёту в государственных кадастрах месторождений полезных ископаемых и в государственных балансах запасов полезных ископаемых CCCP. Государственный кадастр месторождений полезных ископаемых содержит сведения о количестве и качестве запасов полезных ископаемых по каждому месторождению и проявлению полезных ископаемых, характеристику горнотехнических, гидрогеологических и других условий его разработки, геолого-экономическую оценку. В государственных балансах запасов полезных ископаемых CCCP содержатся сведения о количестве, качестве и степени изученности запасов полезных ископаемых по месторождениям, имеющим промышленное значение, их размещении, степени промышленного освоения, добыче, потерях и обеспеченности промышленности разведанными запасами полезных ископаемых.
Балансовые запасы полезных ископаемых (в том числе извлекаемые из нефти и конденсата, числящиеся в горных отводах предприятий по добыче полезных ископаемых), добытые, потерянные при добыче, утратившие промышленное значение вследствие пересмотра кондиций или установлении нецелесообразности к отработке по технико-экономическим причинам либо неподтверждения в результате проведения дополнительных геологоразведочных работ и разработки месторождения, подлежат списанию в установленном порядке. Для балансовых запасов полезных ископаемых, признанных нецелесообразными к отработке, рассматривается целесообразность учёта их как забалансовых. Контроль за правильностью и своевременностью списания запасов полезных ископаемых с баланса предприятий по добыче полезных ископаемых осуществляется органами Госгортехнадзора CCCP.
В основу зарубежных классификаций запасов полезных ископаемых (как и классификаций CCCP) положены два основных принципа подразделения запасов (ресурсов): вероятность их существования, степень изученности; экономическая целесообразность (рентабельность) разработки залежи и использования полезных ископаемых в природном состоянии или для последующего извлечения ценных компонентов. Классификации запасов полезных ископаемых, используемые в социалистических странах — членах СЭВ, близки к классификациям, действующим в CCCP; некоторые различия имеются в определениях отдельных категорий запасов, указаниях по методике их подсчёта и использования при оценке подготовленности месторождений для промышленного освоения. В капиталистических и развивающихся странах используются многочисленные частные (предпринимательские и предложенные различных исследователями) классификации. В некоторых крупных странах (США, Канада, ФРГ и др.) государственными, геологическими и горными органами приняты рекомендуемые для общего пользования классификации запасов различных групп полезных ископаемых.
При наличии ряда общих методологических принципов зарубежные классификации имеют различия в терминологии и критериях подразделения запасов полезных ископаемых.
Виды полезных ископаемых
По назначению выделяют следующие виды полезных ископаемых:
- Горючие полезные ископаемые (нефть, природный газ, горючие сланцы, торф, уголь);
- Нерудные полезные ископаемые — строительные материалы (известняк, песок, глина и др.), строительные камни (гранит) и пр.;
- Руды (руды чёрных, цветных и благородных металлов);
- Камнесамоцветное сырьё (яшма, родонит, агат, оникс, халцедон, чароит, нефрит и др.) и драгоценные камни (алмаз, изумруд, рубин, сапфир);
- Гидроминеральные (подземные минеральные и пресные воды);
- Горнохимическое сырьё (апатит, фосфаты, минеральные соли, барит, бораты и др.).
Отдельными примерами поисковых признаков полезных ископаемых, без разделения на прямые и косвенные, являются:
- Минералы — спутники рудных месторождений (для алмаза — пироп, для рудного золота — кварц и пирит, для платины нижнетагильского типа — хромистый железняк и пр.);
- Их присутствие в перенесенных обломках, валунах и т. п., попадающихся на склонах, в ложбинах, руслах водотоков и пр.;
- Прямое наличие в горных обнажениях, выработках, керне;
- Повышенное содержание их элементов-индикаторов в минеральных источниках;
- Повышенное содержание их элементов-индикаторов в растительности.
При разведке найденного месторождения, закладывают шурфы, проходят канавы, разрезы, бурят скважины и др.
Инженерная геология - отрасль геологии, изучающая верхние горизонты земной коры и динамику последней в связи с инженерно-строительной деятельностью человека. Рассматривает состав, структуру, текстуру и свойства горных пород как грунтов; разрабатывает прогнозы тех. процессов и явлений, возникающих при взаимодействии сооружений с природной обстановкой, и пути возможного воздействия на процессы с целью устранения их вредного влияния.
Инженерная геология зародилась в 19 в. В России первые инженерно-геологические работы были связаны со строительством железных дорог (1842-1914). В них принимали участие А. П. Карпинский, Ф. Ю. Левинсон-Лес-синг, И. В. Мушкетов, А. П. Павлов, В. А. Обручев и др. Как наука инженерная геология оформилась в СССР к концу 1930-х гг. в результате исследований, связанных главным образом с гидротехническим строительством. В её развитии большая роль принадлежит Ф. П. Саваренскому, И. В. Попову, Н. Н. Маслову, В. А. Приклонскому, М. П. Семёнову и др.
Инженерно-геологические изыскания для строительства обеспечивают комплексное изучение природных и техногенных условий территории (региона, района, площадки, участка, трассы) объектов строительства, составление прогнозов взаимодействия этих объектов с окружающей средой, обоснование их инженерной защиты и безопасных условий жизни населения. Одной из особенностей изысканий при строительстве железных дорог является большая протяженность при малой ширине полосы изысканий. При изысканиях под такие объекты инженер-геолог практически сталкивается со всеми разделами инженерной геологии (общая геология, подземные воды, геодинамика поверхности земли и многое другое). Инженерно-геологические изыскания выполняют по определенным нормативам, которые учитывают специфику объектов. Строительные нормы и правила устанавливают основные положения по определению опасных природных воздействий, вызывающих проявления и (или) активизацию природных процессов, учитываемых при разработке предпроектной документации, технико-экономических обоснований и рабочей документации на строительство.
Горючие полезные ископаемые
Без горючих полезных ископаемых — нефти, природного газа, угля, торфа — нет энергетики. Для любой страны они являются стратегическим сырьём. Их добыча ведётся с незапамятных времён.
Ископаемый уголь. Каменный уголь — ровесник древних геологических эпох Земли. Один из периодов геохронологической шкалы в его честь назван каменноугольным, или карбоном. Именно тогда, около 354—286 млн. лет назад, поверхность суши покрывали густые тропические леса, состоящие из гигантских древовидных папоротников и хвощей.
Климат той эпохи был тёплым и влажным. Старые падающие деревья уступали место новым. Громадные слои из отживших деревьев накапливались в мелководных водоёмах, превращаясь в мощные пласты каменного угля - прим. от geoglobus.ru. Таким путём образовалось более 30% всех мировых запасов угля.
На нашей планете месторождения ископаемого угля — не редкость, они находятся на каждом континенте и многих островах. Не исключение и Антарктида: предполагают, что под огромными толщами покровных ледников залегают такие же месторождения, как и в Европе.
Горючие свойства угля были известны ещё нашим далёким предкам. «Горючие камни» медленно раскалялись в огне, но зато затем очень долго отдавали тепло. В зависимости от условий образования ископаемый уголь различен. Самый высококачественный и плотный уголь — антрацит, менее плотный — бурый уголь, а совсем «рыхлый» и лёгкий — торф. Последние менее ценны в энергетическом плане, но быстрее воспламеняются. Ископаемый уголь используют как топливо для доменных печей при производстве чугуна и стали.
Нефть и газ. Скопление нефти и газа возникают благодаря наличию природных «ловушек» в недрах Земли — слоев проницаемых осадочных пород между слоями непроницаемых. В них накапливается маслянистая горючая жидкость, которая поднимается из глубин по трещинам. Горючие свойства нефти связаны с её составом — это смесь углеводородов, серы, кислородных и азотистых соединений. Нефть сопровождают природные газы, которые, как более легкие, залегают над нефтяной линзой.
Богатейшие страны мира обладают самыми значительными запасами нефти - прим. от geoglobus.ru. Некоторые страны, например США, имеют огромные разведанные запасы нефти, но не используют их в полном объёме, предпочитая сберечь «чёрное золото» законсервированным для будущего.
Самые богатые месторождения находятся в Кувейте, Саудовской Аравии, России, Азербайджане, Канаде, США, Мексике, Индонезии. В России одним из самых богатых месторождений нефти является Самотлорское в Западной Сибири, там же расположены крупнейшие газовые месторождения, среди которых Бованенковское, Уренгойское и Ямбургское в Тюменской области.
Добыча нефти ведется не только на суше, но и на шельфе многих морей с помощью буровых установок на плавучих платформах. Большое количество нефти добывается на шельфах Северного моря и в Мексиканском заливе.
Энергетика и химическое производство — далеко не полный список применения нефти.
Горючий сланец — полезное ископаемое из группы твёрдых каустобиолитов, дающее при сухой перегонке значительное количество смолы (близкой по составу к нефти). Сланцы в основном образовались 450 миллионов лет тому назад на дне моря из растительных и животных остатков. Горючий сланец состоит из преобладающих минеральных и органических частей (кероген), последняя составляет 10—30 % от массы породы и только в сланцах самого высокого качества достигает 50—70 %. Органическая часть является био- и геохимически преобразованным веществом простейших водорослей, сохранившим клеточное строение (талломоальгинит) или потерявшим его; в виде примеси в органической части присутствуют измененные остатки высших растений. Общие потенциальные ресурсы горючих сланцев в мире оценены в 650 трлн. т (26 трлн. т сланцевой смолы). Основные ресурсы — около 430—450 трлн. т (24-25 трлн. т сланцевой смолы) сосредоточены в США (штаты Колорадо, Юта, Вайоминг) и связаны с формацией Грин-Ривер. Большие запасы горючих сланцев есть в Бразилии, КНР, меньшие — в Болгарии, Украине, Великобритании, России, ФРГ, Франции, Испании, Австрии, Канаде, Австралии, Италии, Швеции, на территории бывшей Югославии.
Торф (нем. Torf) — горючее полезное ископаемое; образовано скоплением остатков растений, подвергшихся неполному разложению в условиях болот. Содержит 50—60 % углерода. Теплота сгорания (максимальная) 24 МДж/кг. Используется комплексно как топливо, удобрение, теплоизоляционный материал и так далее. Для болота характерно отложение на поверхности почвы неполно разложившегося органического вещества, превращающегося в дальнейшем в торф. Слой торфа в болотах не менее 30 см, (если меньше, то это заболоченные земли). По разным оценкам в мире от 250 до 500 млрд. т. торфа (в пересчете на 40 % влажность), он покрывает около 3 % площади суши. При этом в северном полушарии торфа больше чем в южном, заторфованность растёт при движении к северу и при этом возрастает доля верховых торфяников. Достаточные запасы торфа имеются на Украине (месторождение Морочно-1). Также большие запасы торфа имеются в Индонезии, Канаде, Белоруссии, Ирландии, Великобритании, ряде штатов США. На первом в мире месте по запасам торфа (170 млрд. т) — Канада, на втором — Россия (150 млрд. т).
Разработка полезных ископаемых
Содержание понятия разработки месторождений полезных ископаемых расширялось на протяжении нескольких тысячелетий и было связано с совершенствованием орудий труда и горных технологий, увеличением числа видов добываемых из недр Земли полезных ископаемых. Каждой стадии эволюции технологии разработки месторождений полезных ископаемых соответствовали принципиальные нововведения.
В каменном веке наряду с поверхностными выработками типа ям, траншей, канав, рвов появляются подземные копи, вскрытые штольнями, вертикальными, наклонными стволами и комбинацией этих выработок. Начинают применяться разработка с помощью камер, разведочные выработки, огневой метод ведения работ на открытых разработках, а возможно и в подземных условиях, клиновой метод ведения работ, водоотлив, закладка выработок пустой породой, сводчатая кровля и поддержание кровли на целиках, проветривание за счёт естественной тяги.
На стадии металлических горных орудий (век бронзы и раннего железа) объектами массовой подземной разработки становятся залежи руд меди, олова, серебра, свинца, киновари, золота, полиметаллов, железа и др.
На этой стадии возникают горные работы по извлечению крупных каменных монолитов для изготовления строительных блоков, обелисков, мегалитов, астрономических ориентиров и т.п. Крупномасштабные открытые разработки крепких известняков и песчаников в связи со строительством пирамид велись в Древнем Египте.
Для отделения от массива блока геометрически правильной формы по заранее размеченной поверхности прочнейшими каменными шарами, а затем металлическими долотами выдалбливались канавки и вертикальные углубления под деревянные клинья, которые затем обильно поливали водой. Набухая, клинья отрывали монолит от массива. Обработка монолита в блок правильной формы велась на месте добычи. Необходимость перевозки крупных блоков дала толчок зарождению средств карьерного транспорта — катучих барабанов и двухполозных салазок, перемещаемых по каткам. Наряду с масштабной добычей каменных материалов с 6-5-го тысячелетия до н.э. ведется разработка россыпей с улавливанием золотого песка с помощью расстеленных шкур животных, а также примитивная добыча нефти, битума из открытых естественных ёмкостей.
Формируется облик древней рудной шахты, система горных выработок, которой повторяет причудливую конфигурацию рудной залежи (линз, жил, штоков, пластов и т.п.).
В массовом порядке осуществляется искусственное ослабление прочности массива горных пород в подземных условиях путём "пожога" (костёр у забоя) и резкого охлаждения водой разогретых пород, что приводило к растрескиванию массива. Для отвода дыма пробиваются или устраиваются в стволах специальные "дымоходы". Увеличение протяжённости горных выработок и времени их поддержания привело к зарождению приёмов управления устойчивостью выработок с помощью деревянной крепи, сухой кладки из камня и оставлению породных целиков. На ряде шахт ведётся удаление подземных вод путём вычерпывания их кожаными или плетёными вёдрами, бадьями, устройством естественного стока по выработкам, применением т.н. архимедова винта. Для освещения рабочих мест применяют лучины и масляные светильники. Как и прежде, используется исключительно ручной труд на всех процессах разработки.
В эпоху раннего железа технологические приёмы добычи блоков известняка совершенствуются применительно к разработке залежей мрамора. Значительно возрастает число объектов горных разработок на руды меди, железа, золота, серебра, олова, сурьмы, свинца и др. Усложняется конфигурация шахтных горных выработок, увеличивается глубина разработки. Появляются специальные горизонтальные выработки, проходимые в основном по породе на всю длину отрабатываемого рудного тела для облегчения транспортирования руды на поверхность, удобного перемещения горняков к месту работы, проветривания и водоотлива. Для проветривания дополнительно пробиваются с поверхности вертикальные стволы. Зарождается примитивное принудительное проветривание с помощью мехов, приводимых в действие мускульной силой людей или тягловых животных. Такая несложная система из нескольких всасывающих мехов и тканевых трубопроводов позволяла проветривать выработки длиной до 300-400 м. Появляются функциональные горные выработки — очистные, вентиляционные, транспортные, водоотливные. В средневековье вскрытие месторождения осуществляется вертикальными стволами; появляются околоствольные дворы, системы откаточных и вентиляционных выработок.
Общая конфигурация горных выработок шахты принимает архитектурно выдержанный облик. Горное предприятие характеризуется продуманным сочетанием грузопотоков с системой проветривания и водоотлива. Совершенствуется система шахтного подъёма с помощью тягловой силы животных или водяного колеса. Впервые для отбойки пород применяются порохострельные работы (15 век). С увеличением подземной добычи угля и углублением шахт устанавливается факт наличия в рудничном воздухе метана (1555); внезапные взрывы газовых скоплений в шахтах (фиксируются с 1621) послужили основанием для изучения рудничного воздуха с целью безопасного ведения горных работ.
Возникает подземная разработка залежей каменной соли посредством выработок больших сечений (камер).
На стадии механизации с автономным приводом (в эпоху промышленной революции) с конца 18 века начинается массовая подземная разработка месторождений каменного угля. Главной отличительной особенностью угольной шахты постепенно становятся протяжённые забои по тонким угольным пластам, где впервые механизируется процесс выемки (врубовая машина). Механический привод позволяет усовершенствовать механизмы шахтного подъёма, водоотлива, откатки, отбойки как на угольных, так и на рудных шахтах. Создаются установки для естественного проветривания шахт, что позволило усложнить систему выработок и увеличить их протяжённость. В широких масштабах начинается разработка россыпей (главным образом золота и платины) с применением силы водного потока. Расширяется объём открытой разработки (в основном нагорных месторождений), где транспортировка ведётся в самоопрокидных телегах с помощью лошадиной тяги. Формируется облик карьера как системы открытых горных выработок с ориентированными грузопотоками при массовом использовании ручного труда на выемке и конной тяги на транспорте.
С конца 19 — начала 20 веков определяющую роль в развитии отбойки играют новые взрывчатые вещества. Комплекс буровзрывных работ широко внедряется при разработке твёрдых полезных ископаемых. Возрастают объёмы открытой разработки и производственные мощности карьеров, чему способствует внедрение скважинной взрывной отбойки и, главное, экскаваторов; гужевой карьерный транспорт вытесняется железнодорожным. Для отработки рудных залежей, уходящих с поверхности на большие глубины, применяется открыто-подземный способ. При разработке россыпей внедряются драги. Научное обоснование получает ряд элементов подземной разработки месторождений полезных ископаемых в основном в области буровзрывных работ, управления горным давлением и проветривания. Происходит отделение металлургического производства (в организационном отношении) от рудной базы. Горно-металлургические центры формируются на больших территориях (например, юг России) и включают помимо рудной также каменноугольную базу.
Одним из главных объектов разработки становятся нефтяные месторождения, на которых в больших масштабах с помощью паровых (а позднее электрических) установок бурятся скважины фонтанной добычи и самоизливающие.
Начало 20 в. связано с механизацией горных работ на основе электрических и пневматическим приводов с вовлечением в разработку практически всех полезных ископаемых (агрономические руды, алюминиевые руды, руды редких элементов и т.д.). Благодаря применению электрических экскаваторов и других видов горнотранспортного оборудования резко увеличиваются объёмы добычи открытым способом, создаются технологически обоснованные системы разработки. К 50-м гг. карьер приобретает облик механизированного горного предприятия. Применительно к подземному способу добычи создаются горные машины с автономным электрическим приводом. Особое значение приобретает борьба с проявлениями горного давления в шахтах, внезапными выбросами пород и газов. Создаётся новый класс предохранительных взрывчатых веществ. На рудных шахтах совершенствуются наиболее производительные системы разработки с открытым очистным пространством и с магазинированием руды. Появляется принципиально новый способ разработки — подземная гидродобыча угля, при которой водная струя и водный поток разрушают массив горных пород и доставляют горную массу. Ведётся добыча серы методом подземной выплавки. Реализуется в опытно-промышленных масштабах идея подземной газификации. Истощение ряда рудных месторождений и увеличение масштабов добычи руд приводит к расширению географии горнорудных предприятий, резкому увеличению расстояний транспортирования рудного сырья.
На стадии комплексной механизации и автоматизации горного производства в период научно-технической революции (с 60-х гг. 20 в.) происходит техническое перевооружение шахт, карьеров и промыслов (нефтяных и газовых) на основе мощной техники и автоматизации ряда процессов, направленное на улучшение условий труда, повышение его производительности, комплексное освоение недр и охрану окружающей среды. Получает развитие разработка залежей нефти и газа под морских дном, прибрежных россыпей. Расширяются объёмы скважинных методов добычи твёрдых полезных ископаемых с использованием физико-химических методов, зарождается горная биотехнология. Добыча нефти ведётся с применением заводнения и теплового воздействия на пласты. Нефтяные и газовые промыслы превращаются в полностью автоматизированные предприятия. Открытым способом добываются тяжёлые нефти и битумы. Расширяется шахтная добыча нефти, месторождения которых отработаны скважинами. Горные предприятия перерастают в горнопромышленные комплексы с законченным циклом первичной переработки минерального сырья и выпуском нескольких видов минеральной продукции. Отдельные карьеры достигают, по существу, шахтных глубин, а наиболее глубокие горизонты шахт — отметок, обычных для скважинной добычи. Это выдвигает необходимость создания комбинированных способов и технологий разработки месторождений полезных ископаемых. При подземной разработке месторождений полезных ископаемых основной объём руд добывают с помощью буровзрывных работ и самоходных горных машин (т.е. на пневмоколёсном или, реже, гусеничном ходу с дизельным, электрическим и пневматическим приводом). При подземной разработке угля и калийных солей основное применение имеет механическая отбойка — комбайны, комплексы с передвижной механизированной крепью и конвейеры.
Прирост объёмов мировой горной промышленности во 2-й половине 20 в. составляет не менее 4-5% в год; примерно каждые 12-15 лет объём добычи полезных ископаемых удваивается. В стоимостном выражении на разработку энергетического сырья приходится 72%, руд — 21%, нерудных ископаемых — 7%.
Открытым способом в мире добывается около 60% металлических (около 50% извлекаемого металла) руд, 85% неметаллических руд, около 100% нерудных полезных ископаемых и около 35% угля. Подземный способ разработки применяется преимущественно для полезных ископаемых, залегающих на больших глубинах, а также в густонаселённых районах, при наличии ценных ландшафтов и т.п. Возрастают объёмы добычи нефти в водах Мирового океана (около 30% всей добычи).
Перспективы разработки месторождений полезных ископаемых связаны с безлюдной выемкой, утилизацией всех извлекаемых из недр минеральных компонентов и промышленным использованием образуемых подземных полостей.
Особенности полезных ископаемых
Объективные геолого-экономические особенности основных групп полезных ископаемых предопределяют необходимость соответствующей научной специализации экономики минерального сырья и выделения таких ее разделов, как экономика нефтяных ресурсов, газовых ресурсов, угольных ресурсов, металлических полезных ископаемых и т. д. Очевидно, что экономика топливно-энергетического сырья резко отличается от экономики минерального сырья для цветной металлургии. Однако необходимо методологическое единство принципов анализа и оценки минерально-сырьевых ресурсов, безусловно, с учетом специфики каждого вида минерального сырья.
Экономика минерального сырья тесно взаимосвязана с региональной экономикой. Экономическое исследование региональных минерально-сырьевых проблем — важнейшее направление экономики минерального сырья и в то же время, как отмечает академик Н. Н. Некрасов, составная часть региональной экономики как науки.
Естественными являются также усиливающиеся контакты экономики минерального сырья с экономикой природопользования, охватывающей все природные ресурсы (земельные, минеральные, водные, лесные).
Две отраслевые экономики — экономика горной промышленности и экономика геологоразведочных работ — связаны с экономикой минерального сырья по всему фронту исследований. Такое научное направление, как, например, исследование экономической эффективности геологоразведочных работ, в равной степени относится к сфере экономики минерального сырья и к сфере экономики геологоразведочных работ. Однако, отмечая тесную связь между экономикой минерального сырья и экономикой геологоразведочных работ, следует отметить, что эти отрасли экономической науки относятся к различным группам: экономика геологоразведочных работ — к группе отраслевых экономик, экономика минерального сырья — к группе межотраслевых экономических наук.
В первом приближении предмет экономики геологоразведочных работ может быть определен как экономическое изучение процессов геологоразведочного производства, экономики геологоразведочных организаций и отрасли в целом.
Ряд смежных проблем относится к компетенции как экономики минерального сырья, так и экономики горной промышленности: например, определение оптимальных параметров разработки месторождений. Вместе с тем экономика горной промышленности, как указывает член-корреспондент АН СССР М. И. Агошков, должна решать ряд важных проблем, к которым, в частности, относятся: критерии и методы оценки экономической эффективности различных технологических решений, целесообразная глубина открытой разработки; производственная мощность горного предприятия; размеры шахтных полей; высота этажа и размеры выемочных блоков; размеры основных конструктивных элементов систем и параметры технологии разработки и др.
Исследования по экономике минерального сырья связаны с прикладными геологическими науками. Однако как общественная наука экономика минерального сырья изучает все экономические аспекты деятельности человека по выявлению, оценке и использованию минерального сырья. Этим определяется специфика ее предмета и объектов исследования в отличие от геологии полезных ископаемых, изучающей условия образования и закономерности распространения в земной коре месторождений. По характеру изучаемых проблем из прикладных геологических наук наиболее близким к экономике минерального сырья является учение о поисках и разведке месторождений полезных ископаемых. Однако
экономические оценки и рассуждения имеют в нем вспомогательное значение и в основном ограничиваются оценкой месторождений на ранних стадиях разведки.
Методы подсчета и оценки разведанных запасов полезных ископаемых — пограничная область между геологоразведочным производством и экономикой минерального сырья. В части применения узаконенных в инструкциях и руководствах методов подсчета и оценки запасов — это практика геологов-оценщиков. Совершенствование используемых и разработка новых методов — это область экономики минерального сырья как науки.
Наконец, следует указать на взаимосвязь экономики минерального сырья с прикладными техническими дисциплинами, изучающими технологию добычи и первичной переработки минерального сырья.
К первым попыткам организации геолого-экономических исследований минеральных ресурсов России относится создание в 1915 г. в Академии наук Постоянной комиссии по изучению естественных производительных сил, получившей впоследствии сокращенное название КЕПС. Комиссия была создана по инициативе группы выдающихся русских ученых В. И. Вернадского, А. П. Карпинского, И. П. Бородина, И. П. Павлова и др. Несмотря на актуальность геолого-экономического изучения минеральных ресурсов в условиях отсутствия сырьевой базы важнейших полезных ископаемых, новое научное направление не получило официальной поддержки.
Полезные ископаемые в России
Самая большая страна в мире занимает одно из лидирующих мест по запасам полезных ископаемых.
Наиболее ярко это можно представить в цифрах. На территории России сейчас открыто более 200 тысяч месторождений, а совокупная стоимость всех ископаемых составляет около 30 трлн. долларов.
Вот доля России в мировых запасах отдельных видов ископаемых:
Россия занимают самую обширную территорию в мире, а потому имеет разнообразный и сложный рельеф.
Среди особенностей рельефа выделяют:
1. Преобладание равнин в европейской части страны и центральных областях.
2. Горы расположены, в основном на юге, востоке и северо-востоке (не считая Уральского хребта, который пересекает Россию с севера на юг).
3. Рельеф имеет общий уклон к северу, поэтому большинство рек впадает в воды морей Арктики.
Эти характерные черты рельефа влияют на распространение залежей полезных ископаемых. Горные породы добывают на Кавказе и в Восточной Сибири, торф — в лесных массивах, бокситы и железные руды — на равнинах.
Виды полезных ископаемых:
Полезные ископаемые — это минералы и породы, которые используются человеком. Существует несколько классификаций полезных ископаемых, но чаще всего их разделяют по виду использования.
Горючие:
• Каменный уголь — осадочная порода, залегает пластами. Важнейший вид топлива, используется в металлургии. Важнейшие запасы России — Кузбасс, Печорское, Тунгусское месторождения.
• Торф образуется в болотах из гниющих остатков растений. Содержит до 60% углерода. Используется как дешевое топливо, для удобрений и для добычи уксусной кислоты.
• Нефть — маслянистая жидкость черного цвета, прекрасно горит. Залегает между осадочными породами на разных глубинах. Это важнейшее ископаемое топливо. В РФ крупнейшие месторождения — Западно-Сибирский бассейн, бассейны Северного Кавказа и Поволжья.
• Природный газ — образуется в пустотах горных пород. Иногда его скопления могут составлять миллионы кубометров. Это самое дешевое и удобное топливо.
• Горючие сланцы — осадочные породы, представляющие собой смесь из кремнистой глины и остатков органических веществ. При перегонке сланцев получается смола, близкая по своему составу и свойствам нефти.
Рудные:
• Горные породы (мрамор, слюда, асфальт, туф, калийная соль, фосфориты). Имеют различное происхождение и используются практически во всех промышленных отраслях.
Так, туфы и мрамор применяют в строительстве, слюды — в электро и радиопромышленности, асбест — для теплоизоляции и противопожарной изоляции, асфальт — для покрытия дорог.
• Металлические руды (железные, медные, никелевые, цветные металлы) — это горные скопления, содержащие металлы. Например, алюминий добывают из бокситов, нефелинов и алунитов, железо — из железных руд, бурого, красного и магнитного железняка.
• Неметаллические руды (песок, асбест).
Нерудные:
• Драгоценные камни — природные камни органического или минерального происхождения. Используются в ювелирном деле, медицине, химической промышленности.
• Песок, гравий, глина, мел, соли — твердые горные породы, используемые практически во всем областях промышленности.
Ресурсы и месторождения:
На территории России представлено около 30 видов ископаемых. Вот описание главных месторождений и запасов лишь некоторых из них.
Нефть и газ
Нефть добывают в основном в восточных и северных частях страны, а также на шельфах морях Арктики и Дальнего Востока. В настоящее время активно осваиваются 2152 нефтяных месторождения. Ежегодно добывают до 600 млн. тонн, а прогнозируемые запасы исчисляются 50 млрд. тонн.
По запасам природного газа Россия занимает первое место в мире. В год добывается около 650 млрд. кубометров газа. Разведано более 10 месторождений, которые называют уникальными, так как прогнозируемые запасы в них превышают отметку в 1 трлн. кубометров.
Уголь
По добыче угля Россия занимает третье место в мире. Только разведанных запасов хватит стране на 400 лет. Угольные бассейны сосредоточены, в основном, на востоке страны — за Уральскими горами. Крупнейшими месторождениями являются Тунгусский (более 2200 млрд. тонн) и Ленский бассейны (1647 млрд. тонн).
Горючие сланцы
Основные месторождения сосредоточены на европейской части страны. Самым крупным является Прибалтийский сланцевый бассейн.
Торф
Основные запасы торфа находятся на азиатской части России. Всего разведано более 46 тыс. месторождений. Крупнейшее — Васюганское, где добывают 15% запасов торфа в РФ.
Железные руды
По залежам железных руд Россия занимает первое место в мире. Самые крупные месторождения сосредоточены на европейской части (Курская магнитная аномалия, Балтийский щит на Кольском полуострове, Бассейн КМА).
Марганец
В РФ добывают марганец в основном карбонатного типа. На сегодня разведано 14 месторождений на Урале, в Сибири и на Дальнем Востоке. Общее количество запасов — около 150 млн. тонн. Крупнейшие месторождения — Юркинское, Березовское, Полуночное.
Алюминий
Россия имеет достаточное количество запасов бокситов и нефелинов — на Урале и в Западной Сибири. Но проблема в том, что руды низкого качества, и добыча алюминия представляется затратной. Наиболее перспективны в этом отношении запасы бокситов Северо-уральского района.
Цветные металлы
По запасам руд цветных металлов Россия занимает 1 место в мире, а общая стоимость разведанных запасов — более 1, 8 трлн. долларов. Самые богатые залежи руд обнаружены в Восточной Сибири и на Таймыре. Так, например, доля России в мировом объеме добычи алмазов — 25%. Больше добывают только в ЮАР.
Нерудные строительные материалы
К этой категории относятся песок, графий, облицовочные материалы. В России насчитывается около 8500 месторождений, крупнейшие из которых находятся в Восточной Сибири.
Специалисты отмечают главные проблемы, которые мешают России в полной мере использовать потенциал в сфере запасов полезных ископаемых — это недостаточное финансирование геологических изысканий, проблемы с налогообложением, нехватка обрабатывающих предприятий и невозможность обеспечить достаточный рынок сбыта.
Горные полезные ископаемые
Изучение месторождений полезных ископаемых проводится с целью выяснения их генезиса и промышленной ценности. Оно осуществляется полевыми и лабораторными методами. Полевыми исследованиями определяют; положение тел полезных ископаемых в стратиграфическом разрезе, связь их с изверженными породами, отношение к составу вмещающих пород и геологической структуре; форму, строение и минеральный состав залежей. Основной метод полевых исследований — геологическое картирование, составление геологических карт и разрезов масштабов 1:500 — 1:50000. Лабораторные исследования связаны с изучением вещества полезных ископаемых и разделяются на изучение минерального состава, химического состава и физико-технических свойств полезных ископаемых.
Полезные ископаемые минеральных агрегатов, которые формировались на всём протяжении истории развития земной коры при свойственных ей процессах и физико-химических обстановках. Вещества, необходимые для образования таких минеральных агрегатов, поступали в магматических расплавах, в жидких и газообразных водных и иных растворах из верхней мантии, из пород Земной коры или сносились с поверхности Земли. Они отлагались при изменении геологических, географических и физико-химических условий, благоприятствующих накоплению полезных ископаемых. Возникновение различных полезных ископаемых зависело от благоприятного сочетания многих факторов — геологических, физико-химических, а для тех из них, которые формировались на поверхности Земли, также от физико-географических условий. Скопления полезных ископаемых в недрах и на поверхности Земли образуют месторождения полезных ископаемых. Геологическая структура месторождений полезных ископаемых, морфология тел полезных ископаемых, их строение и состав, а также их общее количество и запасы определяются в результате геологической разведки.
Полезные ископаемые формировались вследствие эндогенных и метаморфогенных процессов в недрах Земли, а также благодаря экзогенным процессам на её поверхности.
При эндогенных процессах полезные ископаемые возникали вследствие кристаллизации магмы и выделяющихся из неё горячих газовых и жидких минерализованных растворов. Метаморфизм приводил к возникновению полезных ископаемых, обязанных перегруппировке минерального вещества вследствие высоких давлений и температур в глубине Земли.
При внедрении и остывании в земной коре магматических расплавов образуются магматические месторождения полезных ископаемых, залегающие внутри интрузивных массивов и составляющие часть этих массивов. С интрузивами основного состава связаны хромовые руды, железные руды, титановые руды, никелевые руды, медные руды, кобальтовые руды, платиновые руды. К щелочным массивам магматических пород приурочены руды фосфора, танталовые руды, ниобиевые руды и редкометалльные руды. С гранитными пегматитами генетически связываются месторождения слюд, полевых шпатов, драгоценных и поделочных камней, бериллиевые руды, литиевые руды, руды цезия, ниобия, тантала, частично олова, урана и редкоземельных элементов. В карбонатитах, ассоциированных с ультраосновными щелочными и метаморфогенными породами, накапливаются руды железа, меди, ниобия, тантала, редкоземельных элементов, а также апатита и слюд. В альбититах формируются залежи урановых руд, ниобия, циркония, ториевых руд, лития, бериллия и редкоземельных элементов.
В скарновых месторождениях находятся промышленные скопления руд железа, меди, кобальта, свинца, цинка, вольфрамовые руды, молибденовые руды, оловянные руды, руды бериллия, урана, золотые руды, борные руды, горный хрусталь, графит и другие полезные ископаемые. Большое количество полезных ископаемых концентрируется в пневматолитовых месторождениях и гидротермальных месторождениях, образующихся при температурах от 700 до 50°С из горячих газовых и жидких водных растворов, выделяющихся в процессе кристаллизации и остывания гранитных и базальтовых магм. Среди них главное значение имеют месторождения руд меди, никеля, кобальта, цинка, свинца, висмутовые руды, руды молибдена, вольфрама, олова, лития, бериллия, тантала, ниобия, мышьяковые руды, сурьмяные руды, ртутные руды, руды кадмия, индия, селена, серные руды, руды золота, серебра, урана, радия, кварц, баритовые руды, флюоритовые руды, асбест и другие полезные ископаемые. В колчеданных месторождениях вулканогенно-осадочного и вулканогенно-метасоматического происхождения сосредоточены запасы меди, цинка, свинца и барита. В стратиформных месторождениях среди известняков, песчаников и сланцев находятся руды меди, цинка, свинца, сурьмы, ртути и флюорита.
При экзогенных процессах на поверхности Земли возникали осадочные, россыпные и остаточные месторождения полезных ископаемых. Осадочные полезные ископаемые накапливались на дне древних морей, озёр, рек и болот, образуя пластовые залежи во вмещающих их осадочных породах. Среди них выделяются механические, химические и биохимические (органогенные) осадки. К механическим осадкам относятся гравий, песок и глина. К химическим осадкам — некоторые известняки, доломиты, соли, а также руды алюминия (бокситы), железа, марганцевые руды, местами руды меди и других цветных металлов. К биохимическим осадочным отложениям принадлежат, по мнению большинства учёных, месторождения нефти и горючего газа, а также угля, горючих сланцев, диатомитов, некоторых разновидностей известняков и других полезных ископаемых. Россыпи формировались при накоплении в прибрежных океанических, морских и озёрных, а также речных песках химически устойчивых тяжёлых ценных минералов (золота, платины, алмазов, титановых, циркониевых, ториевых, оловянных и вольфрамовых минералов).
Остаточные полезные ископаемые сосредоточены в древней и современной коре выветривания при выщелачивании из них грунтовыми водами легкорастворимых соединений и накопления в остатке ценных минералов, а также за счёт происходящего при этом переотложения некоторой части минеральной массы. Их представителями могут служить залежи серы самородной, гипса, каолина, магнезита, тальковых руд, руд никеля, железа, марганца, алюминия (бокситы), меди и урана. При процессах метаморфизма возникают метаморфизованные и метаморфические полезные ископаемые. Метаморфизованные месторождения полезных ископаемых образуются за счёт изменения ранее существовавших эндогенных и экзогенных скоплений полезных ископаемых. К ним принадлежат имеющие крупнейшее промышленное значение месторождения железных руд докембрийского возраста (например, Криворожский железорудный бассейн, Курская магнитная аномалия в CCCP, озеро Верхнее в США и др.), а также месторождения марганца Индии и других стран. Метаморфические месторождения полезных ископаемых возникают при метаморфизме различных горных пород за счёт перегруппировки и концентрации некоторых компонентов, входящих в состав этих горных пород (некоторые месторождения графита и высокоглинозёмистых минералов — кианита, силлиманита).
Закономерности формирования и размещения полезных ископаемых во времени и пространстве. На последовательных этапах развития земной коры возникали строго определённые формации горных пород и ассоциированных с ними комплексов полезных ископаемых. Повторяемость таких формаций в истории развития земной коры привела к повторяемости в образовании сходных групп полезных ископаемых от древнейших до самых юных этапов геологической истории, отмечаемой металлогеническими (или минерагеническими) эпохами. Последовательное закономерное размещение формаций горных пород и связанных с ними комплексов полезных ископаемых определило их закономерное распределение в составе земной коры, наметив металлогенические (или минерагенические) провинции. В пределах рудных провинций выделяются рудные области, которые подразделяются на рудные районы. На территории рудных районов обособляются рудные поля или рудные узлы с совокупностью месторождений, объединяемых общностью происхождения и геологической структуры. Рудные поля состоят из рудных месторождений, охватывающих одно или несколько рудных тел.
В пределах угленосных провинций различают угольные бассейны, районы и месторождения. В нефтегазоносных провинциях или бассейнах выделяют нефтегазоносные области, районы, нефтегазонакопления зоны, нефтяные, газовые или нефтегазовые месторождения и их залежи.
В истории формирования эндогенных полезных ископаемых намечаются 11 геолого-исторических этапов: гренландский (5000-3800 млн. лет), кольский (3800-2800), беломорский (2800-2500), карельский (2500-1800), готский (1800- 1500), гренвиллский (1500-1000), байкальский (1000-600), каледонский (600-400), герцинский (400-250), киммерийский (250-100), альпийский (100-0). Гренландский и кольский этапы соответствуют архею, от беломорского до гренвиллского — протерозою, а от каледонского до альпийского — фанерозою. Каждый из этих этапов начинается с базальтоидного магматизма, с которым связаны базальтофильные магматические месторождения руд железа, титана, ванадия, платиноидов, меди. Каждый этап завершается гранитоидным магматизмом с формированием гранитофильных постмагматических месторождений руд цветных, редких и благородных металлов. Базальтоидные месторождения полезных ископаемых впервые появились 3800 млн. лет назад, а гранитоидные — 2500 млн. лет назад и затем повторялись во все последующие этапы геологической истории. Для экзогенных месторождений полезных ископаемых также намечаются эпохи их максимального развития, но не менее закономерного и более эпизодического.
В связи с закономерным образованием и размещением месторождений полезных ископаемых возникали крупные области специфического геологического строения, содержащие в своих недрах определённые группы полезных ископаемых, называется провинциями полезных ископаемых. Формирование провинций различных полезных ископаемых определялось: типом геосинклиналей и платформ, их геологическим возрастом и эпохой формирования полезных ископаемых, полнотой проявлений стадий геосинклинального и платформенного этапов геологического развития, распространением в их пределах определённых магматических, метаморфических и осадочных формаций горных пород, глубиной эрозионного среза. Районирование территории континентов на провинции полезных ископаемых производится по принципу оконтуривания регионов с развитием месторождений той или иной эпохи. Однако эндогенные месторождения полезных ископаемых последующих эпох могут накладываться на площади распространения ранее образованных месторождений, создавая районы развития месторождений нескольких эпох. Поэтому провинции полезных ископаемых складчатых областей определяют на основе выделения площадей распространения месторождений завершающей эпохи. Провинции полезных ископаемых в пределах платформ включают месторождения кристаллического основания, чехла и зон тектоно-магматической активизации.
В пределах геосинклинально-складчатых областей в связи с наложением месторождений полезных ископаемых последующих эпох на региональные площади распространения полезных ископаемых возникают полициклические провинции полезных ископаемых. С учётом рассмотренных принципов и принимая во внимание перечень минерагенических эпох, на территории земного шара выделяют провинции: альпийские, киммерийские, герцинские, каледонские, рифейские и протерозойско-архейские.
К альпийским провинциям принадлежит внутренняя часть Тихоокеанского кольца, а также обширный пояс складчатых и глыбово-складчатых структур, возникший на месте Тетиса и протягивающийся из Альп в Карпаты, далее через Кавказ и Тянь-Шань в Гималаи и в Тихоокеанский архипелаг. При превалирующем развитии в этих провинциях альпийских месторождений они отличаются набором полезных ископаемых максимального количества эпох их образования. Так, например, в Кавказской альпийской провинции полезных ископаемых известны месторождения архейско-протерозойской, каледонской, герцинской, киммерийской и альпийской эпох. Для последней особенно характерны приповерхностные, в т.ч. вулканогенные гидротермальные, месторождения руд цветных металлов и золота.
Киммерийские провинции характерны для внешней части Тихоокеанского кольца. Для них типичны среднеглубинные гидротермальные месторождения руд свинца, цинка, олова и золота. На территории CCCP к этим провинциям относятся Забайкалье, Приморье и Верхоянье.
Примером герцинских провинций полезных ископаемых может служить Урало-Монгольский пояс. Эти провинции отличаются особенно полным развитием месторождений полезных ископаемых, включающим экзогенные и эндогенные образования всех стадий геосинклинального цикла развития, таких, как магматические месторождения руд железа, титана, хрома, платины и постмагматических месторождений руд цветных и благородных металлов.
Каледонские провинции ограничены по распространению и набору свойственных им месторождений. Их примером могут быть каледонские провинции Норвегии и Западного Саяна с характерными для них вулканогенными колчеданными месторождениями руд меди и цинка. Рифейские провинции (например, южная окраинная часть Сибирской платформы) содержат месторождения руд золота.
Архейско-протерозойские провинции, охватывающие образования от гренландского до гренвиллского этапов, входят в состав древних платформ, представителями которых на территории CCCP являются восточно-Европейская и Сибирская платформы, знаменитые своими метаморфогенными месторождениями железных руд. В древних протерозойских провинциях полезных ископаемых Северной и Южной Америки, Африки, Австралии, Индии, Китая известны значительные месторождения руд марганца, меди, свинца и цинка, золота и урана.
По преобладающим формациям горных пород и ассоциированным с ними месторождениям полезных ископаемых намечают типы провинций полезных ископаемых. Выделяются фемические, или уральского типа, провинции с преобладающим развитием формаций базальтоидной магмы со свойственными им месторождениями руд железа, титана, ванадия, хрома, платиноидов, меди. Им противопоставляются сиалические, или верхоянского типа, провинции с превалированием формаций гранитоидной магмы и связанными с ними месторождениями руд олова, вольфрама, бериллия, лития. Иногда провинции полезных ископаемых называются по сочетанию специфических для них месторождений полезных ископаемых и их географическому положению. Например, выделяется оловянная провинция Дальнего Востока, золотоносная провинция Колымы, Западносибирская нефтегазоносная провинция, свинцово-цинковая провинция долины реки Миссисипи в США, Средиземноморская бокситоносная провинция и др.
Определение условий образования и геологических закономерностей размещения полезных ископаемых — научная основа для их поисков и разведки. При этом выделяются связи между месторождениями и главными чертами геологического строения и геологической истории данной провинции: стратиграфией, тектоникой, литологией, магматизмом, а также геохимией, гидрогеологией и геоморфологией местности. Совместное рассмотрение всех этих связей между отдельными элементами геологии позволяет составить прогноз вероятности обнаружения тех или иных полезных ископаемых и закономерностей размещения их месторождений. Такой прогноз является предпосылкой для оценки промышленных перспектив отдельных областей и районов и научной основой для геологических работ по выявлению тех или иных групп месторождений на их территории.
Рудные полезные ископаемые
Рудные полезные ископаемые обычно сопутствуют фундаментам и выступам (щитам) древних платформ, а также складчатым областям. В таких областях они нередко образуют огромные по протяженности рудные (металлогенические) пояса, связанные своим происхождением с глубинными разломами в земной коре. Территории подобных поясов (Альпийско-Гималайского, Тихоокеанского) служат сырьевыми базами горнодобывающей и металлургической промышленности, зачастую определяя хозяйственную специализацию отдельных районов и даже целых стран.
По размерам общегеологических ресурсов железной руды первое место занимают страны СНГ (110 млрд. т), второе - страны зарубежной Азии (68), третье и четвертое делят Африка и Латинская Америка (по 60), на пятом стоит Северная Америка (50), на шестом - Австралия (25) и на седьмом - зарубежная Европа (20). Среди стран СНГ по этому показателю особенно выделяются Россия и Украина, среди стран зарубежной Азии - Китай (40) и Индия (20), среди стран Латинской Америки - Бразилия (50), а в Северной Америке - и США и Канада обладают примерно равными железорудными ресурсами (по 25 млрд. т).
Страны мира, обладающие самыми большими запасами железных руд:
Страны
Разведанные запасы железных руд, млрд т
Россия
25
Китай
25
Украина
22
Австралия
18
Канада
12
Бразилия
8
Казахстан
8
США
7
Швеция
4
Индия
3
Алюминиевые руды (глинозем и бокситы). Алюминий - самый распространенный (8,8%) металл в земной коре.
Главные бокситоносные провинции:
1. Средиземноморская (Франция, Италия, Греция, бывш. Югославия, Румыния, Венгрия);
2. Побережье Гвинейского залива (Гвинея, Гана, Сьерра-Леоне, Камерун);
3. Карибский бассейн (Ямайка, Гаити, Доминиканская респ., Гайана, Суринам);
4. Австралийская;
5. А также СНГ и Китай.
США не повезло: запасов алюминиевых руд в стране очень мало. Мало или нет совсем в Японии, Канаде.
Страны мира, обладающие крупнейшими запасами бокситов: Гвинея, Австралия, Бразилия, Ямайка, Суринам, Гайана.
Медные руды. Чили, США, Канада, ДР Конго (б. Заир), Замбия, Перу, Австралия, Казахстан, Китай.
Интересно сравнить экономически развитые страны Запада и развивающиеся страны по их доле в ресурсах разных видов рудного сырья. Страны Запада имеют резкий перевес в ресурсах платины, ванадия, хромитов, золота, марганца, свинца, цинка, вольфрама, а развивающиеся страны - в ресурсах кобальта, бокситов, олова, никеля, меди.
Свойства полезных ископаемых
Свойства известняка
Определим свойства горных пород, которые человек научился использовать с давних времен. Это известняк, мрамор, песок и глина. Начнем с изучения свойств известняка.
Если известняк рассмотреть под лупой, то можно увидеть, что его частицы значительно мельче частиц сыпучего песка и цвет у этих частиц бывает разный: белый, желтый, серый. Если опустить кусочек известняка в стакан воды, то мы увидим, что известняк утонет, значит, он тяжелее воды. Известняк – твердая горная порода. Разновидностью известняка является мрамор.
Цвет его частиц может быть разным: белым, красным, серым, черным. Мрамор имеет матовый блеск, а если его сравнивать с известняком, то можно сказать, что мрамор тверже известняка.
Свойства песка и глины
Поговорим о свойствах песка и глины. Если проводить опыты, то можно обнаружить, что песок хорошо пропускает воду, а глина плохо. Если положить кусочек глины в стакан с водой и тщательно все размещать, то можно увидеть, что на дно осядут мелкие камушки, песчинки, а мелкие частички будут плавать, делая воду мутной. Если слить эту мутную воду и дать ей отстояться, то скоро на дне мы обнаружим слой глинистого ила. А если смочить образцы песка и глины водой и попробовать скатать шарики, то можно увидеть, что из глины легче скатать шарик. При намокании глина становится мягкой и пластичной, после высыхания шарик сохранит свою форму.
Из песка шарик слепить трудно, но даже если это удается, то после высыхания песок ссыплется. Это значит, что глина обладает свойством вязкости, а песок нет. Песок сыпучий, он состоит из отдельных мелких песчинок разного цвета, одни песчинки непрозрачные, другие прозрачные и похожи на кусочки мутного стекла.
Частички глины непрозрачные, неблестящие. По цвету глина бывает разная: белая, серая, коричневая, желтая.
Песок, глину, мрамор, гранит, известняк называют строительными полезными ископаемыми. Песок, по которому мы ходим, – рыхлая горная порода. Он сыпучий и хорошо пропускает воду, поэтому его широко используют в строительстве автомобильных дорог и железнодорожных насыпей.
Также песок применяют для изготовления цемента и бетона. Из белого кварцевого стекла изготавливают стекло.
Глина – плотная горная порода, при намокании она становится вязкой и пластичной, она долго сохраняет свою форму при высыхании. В печи обожженные из глины изделия становятся твердыми и прочными. Из глины изготавливают кирпичи, черепицу, игрушки. Особенно ценится белая глина, из которой производят фаянсовую и фарфоровую посуду.
Мрамор – это разновидность известняка, после полировки на нем выступает красивый узорчатый рисунок разной окраски. Древние греки высекали из мрамора памятники, строили храмы. Станции Московского метро отделаны этой горной породой разного цвета. Из известняка построены известные на весь мир церкви и соборы.
Применения гранита
Особенно из полезных ископаемых ценится гранит. Он обладает особой твердостью и прочностью. Его используют при строительстве опор для моста и фундаментов для высокого здания. Полированный гранит украшает полы и лестницы дворцов и музеев. Именно из гранита в Санкт-Петербурге сделаны колоны Казанского собора, бортики Исаакиевского собора, а огромный камень, на котором установлен памятник Петру I, также из этой горной породы.
Запасы полезных ископаемых
Почему надо беречь полезные ископаемые? Каждый год в нашей стране добывается огромное количество полезных ископаемых. На образование большинства из них понадобилось миллионы лет, и у каждой из ценных пород своя особая, сложная и загадочная история. У одних история начинается в глубинах морей и океанов, озер и болот. Вы уже знаете, что на дне водоемов образовались торф, известняк, каменный и бурый уголь, песок и глина. У других история начинается в недрах планеты. Там, глубоко под землей, находится раскаленное вещество – магма. Потоки магмы при извержении вулкана могут изливаться на поверхность земли и остывать, а могут застывать в глубине земли, не доходя до поверхности. Из магмы образовались гранит, базальт, рудные полезные ископаемые. Но запасы полезных ископаемых на Земле не бесконечны. Ученые предсказывают, что уже в нашем XXI веке разведанные запасы нефти, золота и меди могут быть исчерпаны. На их образование ушли миллионы лет, а человек израсходовал их так быстро. Их нельзя восстановить, как, например, лес после вырубки.
Экономия использования полезных ископаемых
Что же должен делать человек, чтобы по-хозяйски расходовать богатства подземных кладовых? Ученые создают новые искусственные материалы для замены металла и горючих полезных ископаемых. Вместо металла все больше и больше применяется пластмасса. Посмотри вокруг, и ты увидишь, как много вещей сделано из пластмассы вместо дорого металла и ценной древесины. Топливо из каменного угля и нефти заменяют другие источники тепла. Строятся гидроэлектростанции, на которых используются силы воды, или силы ветра, или солнечное тепло. Люди собирают металлолом, из которого на заводах выплавляют металлы. Использование металлолома позволяет бережно относиться к рудным полезным ископаемым и экономно их расходовать. Нужно также следить, чтобы без надобности не горели газовые и электрические приборы, беречь тепло в школе и дома в холодное время года, не оставляя открытыми настежь двери в подъездах. Следите за экономным расходованием питьевой воды, ведь ее очистка и доставка по трубам в жилые дома, на фабрики и заводы невозможна без использования полезных ископаемых.
Твердые полезные ископаемые
Твердые полезные ископаемые, извлекаемые из моря, пока что играют значительно меньшую роль в морском хозяйстве, чем нефть и газ. Однако и здесь наблюдается тенденция к быстрому развитию добычи, стимулируемая истощением аналогичных запасов на суше и их неравномерным размещениям. Кроме того, стремительное развитие техники обусловило создание усовершенствованных технических средств, способных вести разработки в прибрежных зонах.
Залежи твердых полезных ископаемых в море и океане можно подразделить на коренные, встречающиеся на месте своего первоначального залегания, и рассыпные, концентрации которых образуются в результате выноса обломочного материала реками вблизи береговой линии на суше и мелководье.
Коренные, в свою очередь, можно подразделить на погребенные, которые извлекаются из недр дна, и поверхностные, расположенные на дне в виде конкреций, илов и т. п.
Наибольшее значение после нефти и газа в настоящее время имеют россыпные Твердые полезные ископаемые месторождения металлоносных минералов, алмазов, строительных материалов и янтаря. Коренные россыпные по отдельным видам сырья морские россыпи имеют преобладающее значение. В них погребенные поверхностные содержаться десятки различных, в том числе тяжелых минералов и металлов, которые пользуются спросом на мировом зарубежном рынке. К наиболее существенным из них относятся ильменит, рутил, циркон, монацит, магнетит, касситерит, тантало-ниобиты, золото, платина, алмазы и некоторые другие. Крупнейшие прибрежно-морские россыпи известны в основном в тропической и субтропической зонах Мирового океана. При этом россыпи касситерита, золота, платины и алмазов встречаются значительно редко, они представляют собой древнеаллювиальные месторождения, погруженные под уровень моря, и находятся поблизости от районов своего образования.
Такие минералы прибрежно-морских россыпных месторождений, как ильменит, рутил, циркон и монацит - наиболее широко распространенные, «классические» минералы морских россыпей. Эти минералы обладают большим удельным весом, устойчивы к выветриванию и образуют промышленные концентрации во многих районах побережий Мирового океана.
Ведущее место в добыче россыпных металлоносных минералов занимает Австралия, ее восточное побережье, где россыпи тянутся на полторы тысячи километров. Только в песках этой полосы содержится около 1 млн. тонн циркона и 30.0 тыс. тонн монацита.
Главный поставщик на мировой рынок монацита - Бразилия. Ведущим производителем концентратов ильменита, рутила и циркона являются также США (россыпи этих металлов почти повсеместно распространены на шельфе Северной Америки - от Калифорнии до Аляски на западе и от Флориды до Род-Айленда на востоке). Богатые ильменит-цирконовые россыпи найдены у берегов Новой Зеландии, в прибрежных россыпях Индии (штат Керала), Шри-Ланки (район Пулмоддай). Менее значительные прибрежно-морские месторождения монацита, ильменита и циркона обнаружены на Тихоокеанском побережье Азии, на острове Тайвань, на Ляодунском полуострове, в Атлантическом океане у берегов Аргентины, Уругвая, Дании, Испании, Португалии, Фолкендских островов, ЮАР и в некоторых других районах.
Большое внимание в мире уделяется добыче касситеритового концентрата - источник олова. Наиболее богатые в мире прибрежно-морские и подводные аллювиальные россыпные месторождения оловоносной руды-касситерита сосредоточены в странах Юго-Восточной Азии: Бирме, Таиланде, Малайзии и Индонезии. Значительный интерес представляют россыпи касситерита у побережья Австралии, у полуострова Корнуолл (Великобритания), в Бретани (Франция), на северо-восточном берегу острова Тасмания. Морские месторождения приобретают все большее значение из-за истощения запасов на суше и потому, что морские месторождения оказались богаче наземных по содержанию металла.
Более или менее значительные и богатые прибрежно-морские россыпи магнетитовых (содержащих железо) и титаномагнетитовых песков встречаются на всех континентах. Однако промышленными запасами располагают далеко не все из них.
Крупнейшие по запасам скопления железистых песков расположены в Канаде. Весьма значительными запасами этих минералов располагает Япония. Они сосредоточены в Тайском заливе, возле островов Хонсю, Кюсю и Хоккайдо. Железистые пески также добываются в Новой Зеландии. Разработка прибрежно-морских россыпей магнетита осуществляется в Индонезии и Филиппинах. На Украине россыпные титаномагнетитовые месторождения эксплуатируются на пляжах Черного моря; в Тихом океане - в районе острова Инсурут. Перспективные залежи оловоносного песка обнаружены в Ваньковой губе моря Лаптевых. Береговые магнетитовые и титаномагнетитовые россыпи разведены на побережьях Португалии, Норвегии (Лофопянские острова), Дании, германии, Болгарии, Югославии и других странах.
К спорадическим минералам прибрежно-морских россыпей принадлежат прежде всего золото, платина и алмазы. Все они обычно не образуют самостоятельных месторождений и встречаются главным образом в виде примесей. В большинстве случаев морские россыпи золота приурочены к устьевым районам «золотоносных» рек.
Россыпное золото в прибрежно-морских отложениях обнаружено на западных берегах США и Канады, в Панаме, Турции, Египте, странах Юго-Западной Африки (город Ном). Значительными концентрациями золота характеризуются подводные пески пролива Стефанса, к югу от полуострова Гранд. Установлено промышленное содержание золота в пробах, поднятых со дна северной части Берингова моря. Разведка прибрежных и подводных золотоносных песков активно ведется в разных районах океана.
Крупнейшие подводные залежи платины находятся в заливе Гудньюс (Аляска). Они приурочены к древним руслам рек Кускоквим и Салмон, затопленных морем. Это месторождение обеспечивает 90% потребностей США в этом металле.
Основные месторождения прибрежно-морских алмазоносных песков сосредоточены на юго-западном побережье Африки, где они приурочены к отложениям террас, пляжей и шельфа до глубин 120 м. Значительные морские террасовые россыпи алмазов расположены в Намибии, к северу от реки Оранжевой, в Анголе (в районе Луанды), на побережье Сьерра-Леоне. Перспективны африканские прибрежно-морские россыпи.
Янтарь, предмет украшения и ценное сырье для химической и фармацевтической промышленности, встречается на берегах Балтийского, Северного и Баренцева морей. В промышленных масштабах янтарь добывается в России.
Среди нерудного сырья в шельфовой зоне представляют интерес глауконит, фосфорит, пирит, доломит, барит, строительные материалы - гравий, песок, глина, ракушечник. Ресурсов нерудного сырья, исходя из уровня современных и предвидимых потребностей, хватит на тысячи лет.
Интенсивной добычей строительных материалов в море занимаются многие прибрежные страны: США, Великобритания (пролив Ла-Манш), Исландия, Украина. В этих странах добывается ракушечник, его используют в качестве основного компонента при производстве строительной извести, цемента, кормовой муки.
Рациональное использование морских строительных материалов предполагает создание промышленных комплексов по обогащению песков путем их очистки от ракуши и других примесей и утилизации ракуши в разных отраслях хозяйства. Добыча ракушечника ведется со дна Черного, Азовского, Баренцева и Белого морей.
Приведенные данные свидетельствуют о том, что к настоящему времени сформировалась береговая горнодобывающая промышленность. Ее развитие в последние годы было связано, во-первых, с разработкой новых технологий, во-вторых, получаемый продукт отличается высокой чистотой, так как посторонние примеси уходят в процессе формирования россыпи, в- третьих, разработка прибрежно-морских россыпей не влечет за собой изъятия из землепользования продуктивных угодий.
Характерно, что страны-производители концентратов из минерального сырья, добываемого из прибрежно-морских россыпей (кроме США и Японии), не используют свою продукцию, а экспортируют ее в другие государства. Основное количество этих концентратов на мировой рынок поставляют Австралия, Индия и Шри-Ланка, в меньшей степени - Новая Зеландия, южноафриканские страны и Бразилия. В больших масштабах это сырье ввозят Великобритания, Франция, Нидерланды, Германия, США, и Япония.
В настоящее время разработки прибрежно-морских россыпей расширяются во всем мире, и все новые страны начинают осваивать эти богатства океана.
В последние годы обозначились благоприятные перспективы добычи коренных залежей морских недр шахтно-рудничным способом. Известно более сотни подводных шахт и рудников, заложенных с берега материков, естественных и искусственных островов для добычи угля, железной руды, медно-никелевых руд, олова, ртути, известняка и других полезных ископаемых погребенного типа.
В прибрежной зоне шельфа расположены подводные месторождения железной руды. Ее добывают с помощью наклонных шахт, уходящих с берега в недра шельфа. Наиболее значительная разработка морских залежей железной руды ведется в Канаде, на восточном побережье Ньюфаундленда (месторождение Вабана). Кроме того, Канада добывает железную руду в Гудзонском заливе, Япония - на острове Кюсю, Финляндия - у входа в Финский залив. Железные руды из подводных рудников получают также во Франции, Финляндии, Швеции.
В небольших количествах из подводных шахт добываются медь и никель (Канада - в Гудзонском заливе). На полуострове Корнуолл (Англия) ведется добыча олова. В Турции, на побережье Эгейского Моря, разрабатываются ртутные руды. Швеция добывает железо, медь, цинк, свинец, золото и серебро в недрах Ботнического залива.
Крупные соляные осадочные бассейны в виде соляных куполов или пластовых залежей часто встречаются на шельфе, склоне, подножии материков и в глубоководных впадинах (Мексиканский и Персидский заливы, Красное море, северная часть Каспия, шельфы и склоны Африки, Ближнего Востока, Европы). Полезные ископаемые этих бассейнов представлены натриевыми, калийными и магнезитовыми солями, гипсом. Подсчет этих запасов затруднителен: объем только калийных солей оценивается в пределах от сотен миллионов тонн до 2 млрд. тонн. Основная потребность в этих ископаемых удовлетворяется за счет месторождений на суше и добычи из морской воды. В Мексиканском заливе у берегов Луизианы эксплуатируются два соляных купола.
Из подводных месторождений добывается более 2 млн. тонн серы. Эксплуатируется крупнейшее скопление серы Гранд-Айл, расположенное в 10 милях от берегов Луизианы. Для добычи серы здесь сооружен специальный остров (добыча производится фраш-методом). Соляно-купольные структуры с возможным промышленным содержанием серы обнаружены в Персидском заливе, Красном и Каспийском морях.
Следует упомянуть и о других минеральных ресурсах, залегающих главным образом в глубоководных районах Мирового океана. Горячие рассолы и илы с богатым содержанием металлов (железа, марганца, цинка, свинца, меди, серебра, золота) обнаружены в глубоководной части Красного моря. Концентрации этих металлов в горячих рассолах превышают их содержание в морской воде в 1 - 50000 раз.
Более 100 млн. квадратных километров океанического дна покрыто глубоководными красными глинами слоем мощностью до 200 м. Эти глины (гидроокислы алюмосиликатов и железа) представляют интерес для алюминиевой промышленности (содержание окиси алюминия- 15-20%, окиси железа- 13%), они также содержат марганец, медь, никель, ванадий, кобальт, свинец и редкие земли. Годовой прирост глин составляет около 500 млн. тонн. Широко распространены в основном в глубоководных районах Мирового океана глауконитовые пески (алюмосиликаты калия и железа). Эти пески считают потенциально возможным сырьем для производства калийных удобрений.
Особый интерес в мире проявляется к конкрециям. Огромные участки морского дна устланы железомарганцевыми, фосфоритовыми и баритовыми конкрециями. Они имеют чисто морское происхождение, образовались в результате осаждения растворимых в воде веществ вокруг песчинки или мелкого камешка, зуба акулы, кости рыбы или млекопитающего животного.
Фосфоритовые конкреции содержат важный и полезный минерал-фосфорит, широко применяемый в качестве удобрения в сельском хозяйстве, Кроме фосфоритовых конкреций фосфориты и фосфорсодержащие породы встречаются в фосфатных песках, в пластовых залежах дна океана, как в мелководных, так и глубоководных участках.
Мировые потенциальные запасы фосфатного сырья в море оцениваются в сотни миллиардов тонн. Потребность в фосфоритах непрерывно повышается и в основном удовлетворяется за счет месторождений суши, но многие страны не имеют месторождений на суше и проявляют большой интерес к морским (Япония, Австралия, Перу, Чили и др.). Промышленные запасы фосфоритов найдены близ калифорнийского и мексиканского побережья, вдоль береговых зон Южной Африки, Аргентины, восточного побережья США, в шельфовых частях периферии Тихого океана (вдоль Японской основной дуги), у берегов Новой Зеландии, в Балтийском море. Фосфориты добываются в районе Калифорнии с глубин 80-330 м, где концентрация составляет в среднем 75 кг/м куб.
Велики запасы фосфоритов в центральных частях океанов, в Тихом океане, в пределах вулканических поднятий в районе Маршалловых островов, системы поднятий Срединно-Тихоокеанских подводных гор, на подводных горах Индийского океана. В настоящее время морская добыча фосфоритовых конкреций может быть оправданной лишь в районах, где остро ощущается недостаток фосфатного сырья и куда затруднен его ввоз.
Другой вид ценных полезных ископаемых - баритовые конкреции. Они содержат 75-77% сульфата бария, используемого в химической, пищевой промышленности, в качестве утяжелителя растворов при нефтебурении. Эти конкреции обнаружены на шельфе Шри-Ланки, на банке Син-Гури в Японском море и в других районах океана. На Аляске в проливе Дункан, на глубине 30 м разрабатывается единственное в мире жильное месторождение барита.
Особый интерес в международных экономических отношениях представляет добыча полиметаллических, или, как их чаще называют, железомарганцевых конкреций (ЖМК). В их состав входит множество металлов: марганец, медь, кобальт, никель, железо, магний, алюминий, молибден, ванадий, всего - до 30 элементов, но преобладают железо и марганец.
В 1958 г. было доказано, что добыча ЖМК из глубин океана технически осуществима и может быть рентабельной. ЖМК встречаются в большом диапазоне глубин - от 100 до 7000 м, их находят в пределах шельфовых морей - Балтийском, Карском, Баренцевом и др. Однако наиболее ценные и перспективные месторождения расположены на дне Тихого океана, где выделяются две крупные зоны: северная, простирающаяся от Всточно-Марианской котловины через весь Тихий океан до склонов поднятия Альбатрос, и южная, тяготеющая к Южной котловине и ограниченная на востоке поднятиями островов Кука, Тубуан и Восточно-Тихоокеанским. Значительные запасы ЖМК имеются в Индийском океане, в Атлантическом океане (Северо-Американская котловина, плато Блейк). Высокая концентрация таких полезных минералов, как марганец, никель, кобальт, медь, установлена в железомарганцевых конкрециях близ гавайских островов, островов Лайн, Туамоту, Кука и других. Надо сказать, что в полиметаллических конкрециях имеется больше, чем на суше, кобальта в 5 тыс. раз, марганца - в 4 тыс. раз, никеля - в 1,5тыс. раз, алюминия - в 200 раз, меди - в 150, молибдена - в 60, свинца- 50 и железа - в 4 раза. Поэтому добыча ЖМК из морских недр очень выгодна.
Сейчас ведется опытная разработка ЖМК: создаются новые глубоководные аппараты с видеосистемами, буровыми приспособлениями, с дистанционным управлением, которые расширяют возможности изучения полиметаллических конкреций. Многие специалисты предрекают добыче железомарганцевых конкреций блестящее будущее, утверждают, что массовая их добыча будет в 5-10 раз дешевле «сухопутной» и тем самым станет началом конца всей горнорудной промышленности на суше. Однако на пути к освоению конкреций стоят еще многие технические, эксплуатационные, экологические и политические проблемы.
Природные полезные ископаемые
Полезные ископаемые – это образования земной коры, состоящие из минералов, химические и физические свойства которых позволяют применять их в производственно-бытовой сфере. Без многообразия веществ, которыми богата Земля, наш мир бы не был таким разнообразным и развитым. Технический прогресс был бы недостижим и непомерно сложен. Рассмотрим понятие, виды полезных ископаемых и их характеристику.
Прежде чем разбирать виды полезных ископаемых, необходимо знать специфические определения, касающиеся этой темы. Так будет легче и проще со всем разобраться. Итак, полезные ископаемые – это минеральное сырье или образования земной коры, которые могут иметь органическое или неорганическое происхождение и применяться в производстве материально-вещественных предметов.
Месторождением полезных ископаемых называют скопление некоторого количества минерального вещества на поверхности или в недрах Земли, которые разделяют на категории в зависимости от области применения в промышленности.
Рудой называют минеральное образование, возникшее в природных условиях и состоящее из таких компонентов и в таком соотношении, что ее использование возможно и целесообразно для промышленно-технической сферы.
Когда начали добывать полезные ископаемые?
Доподлинно неизвестно, когда именно произошла первая добыча ископаемых. По данным историков, открыли завесу древние египтяне. Экспедиция была отправлена на Синайский полуостров в 2600 году до нашей эры. Предполагалось, что они добудут слюду. Однако произошел прорыв в знаниях древних жителей о сырье и материалах: была найдена медь. О добыче и обработке серебра известно из истории Греции. Римляне узнали о такие металлах, как цинк, железо, олово и свинец. Основав шахты от Африки до Британии, Римская империя осуществляла их добычу, а затем использовала для изготовления орудий.
В XVIII веке после промышленной революции полезные ископаемые стали остро необходимы. В связи с чем их добыча развивалась быстрыми темпами. Современные технологии основываются на открытиях именно того периода. В XIX веке произошла знаменитая «золотая лихорадка», в ходе которой было добыто огромное количество драгоценного металла – золота. В тех же местах (Южной Африке) открыли несколько месторождений алмазов.
Характеристика полезных ископаемых по физическому состоянию
Из уроков физики известно, что вещества способны находиться в одном из четырех агрегатных состояний: жидком, твердом, газообразном и плазматическом. В обычной жизни каждый без труда может пронаблюдать первые три. Полезные ископаемые, как и любые другие химические соединения, могут быть обнаружены на поверхности Земли или в ее недрах в одном из трех состояний.
Таким образом, виды полезных ископаемых в первую очередь делятся на:
Каждая из групп – важная и неотъемлемая часть промышленной жизни. Многообразие ресурсов позволяет странам развиваться в технической и экономической сфере. Количество залежей полезных ископаемых – показатель богатства и благополучия страны.
После обнаружения первых минеральных пород, человек серьезно задумался о том, какую пользу они могут принести в его жизнь. С зарождением и развитием промышленности была сформирована классификация месторождений полезных ископаемых на основе их использования в технической сфере. Рассмотрим эти виды полезных ископаемых.
Таблица содержит полную информацию об их характеристике:
Мрамор, гипс, гравий и песок, глины, облицовочные камни, цементное сырье
Камни самоцветные
Камни драгоценные и поделочные
Промышленные типы месторождений и ископаемые, их составляющие
Рассмотренные виды полезных ископаемых вместе с запасами пресной воды являются главной характеристикой богатств земли или отдельной страны. Это типовая градация минерально-сырьевых ресурсов, при помощи которой все природные вещества, используемые в промышленно-бытовой сфере, сгруппированы в зависимости от физических и химических свойств. Познакомимся с каждой категорией отдельно.
Горючие ископаемые
К какому виду полезных ископаемых относится нефть? А газ? Полезное ископаемое чаще представляется твердым металлом, нежели непонятной жидкостью или газом. С металлом знакомы с раннего детства, тогда как понимание, что такое нефть или даже бытовой газ, приходит немного позже. Итак, к какому виду, согласно уже изученных классификаций, стоит отнести нефть и газ? Нефть – к группе жидких веществ, газ – к газообразным. Исходя из их применения, однозначно, к горючим или, по-другому, топливным полезным ископаемым. Ведь нефть и газ используются в первую очередь в виде источника энергии и тепла: на них работают двигатели машин, ими отапливаются жилые помещения, с их помощью готовят еду. Сама энергия высвобождается за счет горения топлива. А если посмотреть еще глубже, то этому способствует углерод, который входит во все горючие ископаемые. К какому виду полезных ископаемых относится нефть, разобрались.
Какие еще вещества сюда относятся? Это твердые топливные соединения, образующиеся в природе: каменный и бурый уголь, торф, антрацит, горючий сланец.
Рассмотрим краткую их характеристику. Виды полезных ископаемых (горючие):
• уголь – первое горючее, которое начал использовать человек. Основной источник энергии, используемый в масштабных размерах на производстве, именно благодаря этому ископаемому произошла промышленная революция. Образуется он за счет остатков растений без доступа воздуха. В зависимости от удельной массы углерода в угле различают его разновидности: антрациты, бурый и каменный уголь, графиты;
• горючий сланец был образован на дне морском около 450 млн лет назад из остатков растительности и животных. Состоит из минеральной и органической части. При сухой перегонке образует смолу, которая близка к нефти;
• торф – скопление не полностью разложившихся остатков растений в условиях болот, более половины его состава – углерод. Используется в качестве горючего, удобрения, теплоизоляции.
Горючие природные вещества являются важнейшими видами полезных ископаемых. Благодаря им человечество научилось вырабатывать и использовать энергию, а также создало множество отраслей промышленности. В настоящее время потребность в топливных ископаемых стоит очень остро для большинства государств. Это крупный сегмент мировой экономики, от которого зависит благополучие стран всего мира.
Нам известны виды полезных ископаемых: топливные, рудные, нерудные. Первая группа успешно изучена. Продвигаемся дальше – рудные, или металлические, ископаемые – то, ради чего вообще зарождалась и развивалась промышленность. Еще с древних времен человек понял, что металл дает в повседневной жизни гораздо больше возможностей, чем его отсутствие. В современном мире уже невозможно представить жизнь без какого-либо металла. В бытовой технике и электронике, в домах, в ванной комнате, даже в маленькой лампочке – он повсюду.
Как добывают? Лишь благородные металлы, которые из-за своих химических свойств не вступают в реакцию с другими простыми и сложными веществами, можно найти в чистом виде. Остальные же активно взаимодействуют друг с другом, превращаясь в руду. Смесь металлов при необходимости разделяют или оставляют без изменений. Сплавы, образованные природой, «прижились» благодаря смешанным свойствам. Железо, например, можно сделать более твердым, если добавить к металлу углерод, получится сталь – прочное соединение, выдерживающее большие нагрузки.
В зависимости от индивидуальных характеристик, а также области применения рудные полезные ископаемые делятся на группы: черные, цветные, благородные, редкие и радиоактивные металлы.
Черные металлы
Черные металлы — это железо и его разнообразные сплавы: сталь, чугун и другие ферросплавы. Применяется в производстве самого различного направления: военном, судостроении, авиастроении, машиностроении.
Многие изделия из железа используются в повседневной жизни: из стали изготавливают кухонную утварь, ею покрывают многие элементы сантехники.
Цветные металлы
В группу цветных металлов входит большое количество полезных ископаемых. Название группы произошло от того, что многие металлы имеют специфический цвет. Например, медь — красная, алюминий — серебристый. Оставшиеся 3 вида полезных ископаемых (благородные, редкие, радиоактивные), по сути, являются подвидом цветных металлов. Многие из них смешивают в сплавы, т. к. в таком виде они обладают лучшими свойствами.
Цветные металлы классифицируют на:
• тяжелые – высокотоксичные с большим атомным весом: свинец, олово, медь, цинк;
• легкие, обладающие малой плотностью и весом: магний, титан, алюминий, кальций, литий, натрий, рубидий, стронций, цезий, бериллий, барий, калий;
• благородные в связи с высокой стойкостью практически не вступают в химические реакции, красивы на вид: платина, серебро, золото, родий, палладий, рутений, осмий;
• малые (редкие) – сурьма, ртуть, кобальт, кадмий, мышьяк, висмут;
• тугоплавкие обладают высокой температурой плавления и стойкостью к износу: молибден, тантал, ванадий, вольфрам, марганец, хром, цирконий, ниобий;
• редкоземельные – группу составляют 17 элементов: самарий, неодим, лантан, церий, европий, тербий, гадолиний, диспрозий, эрбий, гольмий, иттербий, лютеций, скандий, иттрий, тулий, прометий, тербий;
• рассеянные встречаются в природе только в виде примесей: теллур, таллий, индий, германий, ренний, гафний, селен;
• радиоактивные самостоятельно излучают поток радиоактивных частиц: радий, плутоний, уран, протактиний, калифорний, фермий, америций и другие.
Особое значение для человечества представляют алюминий, никель и медь. Развитые страны стремятся к увеличению их производства, т. к. количество этих цветных металлов напрямую влияет на технический прогресс в авиастроении, космонавтике, атомных и микроскопических приборов, электротехнике.
Неметаллические природные элементы
Подведем небольшой итог. Основные категории из таблицы «Виды полезных ископаемых» (топливные, рудные, нерудные) изучены. Какие же элементы относят к нерудным, т. е. неметаллическим? Это группа твердых или мягких полезных ископаемых, встречающихся в виде отдельных минералов или горных пород. Современной науке известно более сотни таких химических соединений, являющихся ничем иным, как продуктом природных процессов.
По масштабам их добычи и использования нерудные ископаемые опережают только топливные виды полезных ископаемых.
Таблица ниже содержит основные породы и минералы, составляющие неметаллическую группу природных недр, и их краткую характеристику:
Группа неметаллических минералов/пород
Вид породы/минерала
Характеристика
Сырье горнорудное
Асбест
Несгораемая горная порода. Применяют для изготовления огнестойких материалов, кровель, тканей противопожарных.
Известняк
Осадочная горная порода, широко используется в строительстве. При его обжиге получается негашеная известь.
Слюда
Породообразующий минерал. По химическому составу подразделяется на алюминиевые, магнезиально-железистые литиевые слюды. Применяется в современной технике.
Сырье химическое
Калийные соли
Осадочные горные породы, в состав которых входит калий. Используется в качестве сырья для химической промышленности и при изготовлении калийных удобрений.
Апатит
Минералы, содержащие большое количество фосфорных солей. Применяют для изготовления удобрений, а также в производстве керамики.
Сера
Встречается в виде руды самородной серы и в соединениях. Используется в основном для производства серной кислоты, при вулканизации каучука.
Строительные материалы
Гипс
Сульфатный минерал. Применяется в различных сферах деятельности человека.
Мрамор
Горная порода, основанная на кальците. Используют в электротехнике, для изготовления штукатурки и мозаики, памятников.
Камни самоцветные
Драгоценные
Обладают красивым рисунком или цветом, блестят, легко поддаются шлифовке и огранке. Применяются для изготовления ювелирных украшений и прочего декора.
Полудрагоценные
Поделочные
Нерудные полезные ископаемые
Нерудные виды полезных ископаемых очень важны для разных отраслей производства, строительства, а также необходимы в повседневной жизни.
Классификация ресурсов по исчерпаемости
Помимо градации полезных ископаемых по их физическому состоянию и характеристикам, рассматривают показатели их исчерпаемости и возобновляемости.
Основные виды полезных ископаемых подразделяют на:
• исчерпаемые, которые в определенный момент могут закончиться и будут недоступны к добыче;
• неисчерпаемые – относительно неиссякаемые источники природных ресурсов, например, солнечная и ветровая энергия, океаны, моря;
• возобновимые – ископаемые, которые на определенном уровне исчерпаемости могут быть частично или полностью восстановлены, например, леса, почва, вода;
• невозобновимые – если ресурсы были полностью исчерпаны, возобновить их, как правило, не удается;
• заменимые – ископаемые, которые можно при необходимости заменить, например, топливные виды;
• незаменимые – те, без которых жизнь будет невозможной (воздух).
Природные ресурсы требуют бережного отношения и рационального использования, так как большинство из них имеют исчерпываемый предел, а если и будут возобновимы, то очень нескоро.
Полезные ископаемые играют важную роль в жизни человека. Без них не было бы технических и научных открытий, да и привычной жизни в целом. Результаты их добычи и переработки окружают нас повсюду: здания, транспорт, коммунально-бытовые блага, медикаменты.
Крупные полезные ископаемые
Наша страна занимает одно из первых мест в мире по запасам многих полезных ископаемых (а по запасам природного газа — первое). В чехле древней платформы на Восточно-Европейской равнине имеются различные полезные ископаемые осадочного происхождения. На Средне-Русской и Приволжской возвышенностях добывают известняки, стекольные и строительные пески, мел, гипс и другие минеральные ресурсы. Каменный уголь и нефть добывают в бассейне реки Печора (Республика Коми). Есть бурые угли в Подмосковье (к западу и к югу от Москвы) и другие полезные ископаемые (в т. ч. фосфориты).
К кристаллическому фундаменту древних платформ приурочены месторождения железных руд. Особенно велики их запасы в районе Курской магнитной аномалии, где руду высокого качества добывают в карьерах.
Разнообразные руды приурочены к Балтийскому щиту. Это месторождения железной руды (в Мурманской области — Оленегорское и Ковдорское, а в Карелии — Костомукшское), медно-никелевых руд (в Мурманской области — Мончегорское). Здесь же находятся месторождения неметаллических полезных ископаемых — апатито-нефелиновых руд (Хибинское около Кировска).
Одним из важных железорудных районов России по-прежнему остается Урал, хотя запасы его уже сильно истощены. Богаты железными рудами Сибирь и Дальний Восток.
Месторождения медных руд сосредоточены в основном на Урале, на Кольском полуострове (медно-никелевые руды), а также в горах южной Сибири. В районе разработки месторождений медно-никелевых руд, а также кобальта, платины и других металлов на севере Восточной Сибири вырос крупный город Заполярья — Норильск.
После распада СССР России приходится приступать к освоению месторождений марганца, титано-циркониевых и хромовых руд, концентраты которых ранее полностью завозились из Грузии, Украины и Казахстана.
Сибирь и Дальний Восток — исключительно богатые рудными и нерудными полезными ископаемыми регионы РФ.
С гранитными внедрениями Алданского щита связаны запасы золота (россыпные месторождения в бассейнах рек Витим, Алдан, Енисей, Колыма) и железных руд, слюды, асбеста и ряда редких металлов.
В Якутии организована промышленная добыча алмазов. Оловянные руды представлены на Янеком нагорье, в районе Певека, на Колымском нагорье, на Дальнем Востоке (Дальнегорск). Широко представлены полиметаллические руды (Дальнегорское, Нерчинские месторождения и др.), медно-свинцово-цинковые руды (на Рудном Алтае) и т.д.
Месторождения цветных металлов встречаются также в Кавказских горах — Садонское свинцово-пинковое месторождение (Республика Северная Осетия) и вольфрамо-молибденовое в Тырныаузе (Республика Кабардино-Балкария).
Из месторождений и районов распространения сырья для химической промышленности (нерудного) следует отметить: Кингисеппское в Ленинградской области и Вятско-Камское в Кировской области (фосфориты), в озерах Эльтон, Баскунчак и Кулундинское, а также в Усолье-Сибирском (поваренная соль), Верхнекамское месторождение — Соликамск, Березники (калийная соль) и другие.
На юге Западной Сибири находятся большие запасы каменного угля. В отрогах Кузнецкого Алатау располагается обширный Кузнецкий каменноугольный бассейн. Именно этот бассейн является в настоящее время в России наиболее используемым.
России принадлежит также юго-восточная часть Донецкого угольного бассейна (большая часть которого находится на территории Украины) и также ведется добыча угля (Ростовская область). На северо-востоке европейской части страны находится Печорский каменноугольный бассейн (Воркута, Инта — Республика Коми).
Огромны запасы каменного угля на Средне-Сибирском плоскогорье (Тунгусский бассейн) и в Якутии (Ленский бассейн), но эти месторождения практически не используются из-за сложных природно-климатических условий и слабой освоенности территории. Это перспективные месторождения.
Множество каменноугольных месторождений разрабатываются в Сибири и на Дальнем Востоке (Южно-Якутское — в Якутии, Углегорское — на Сахалине, Партизанское — у Владивостока, Ургальское — на р. Бурее, Черемховское — у Иркутска и др.).
Наиболее крупным, известным и разрабатываемым ныне месторождением бурого угля является Канско-Ачинское месторождение в Красноярском крае.
Еще с прошлого века на Северном Кавказе добывают нефть (Грозненская и Майкопская нефтегазоносные области — Республики Чечня и Адыгея). Эти месторождения тесно связаны с нефтеносными бассейнами северной части Прикаспия в Казахстане, а также на Апшеронском полуострове в Азербайджане.
В 1940-е годы начали осваиваться месторождения нефти и газа Поволжья и Предуралья (Ромашкинское, Арланское, Туймазинское, Бугурусланское, Ишимбайское, Мухановское и др.), а затем и месторождения Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции на северо-востоке Европейской России (нефтяные — Усинское, Пашнинское, газоконденсатные — Войвожское, Вуктыльское). И только в 60-х годах стали быстро осваиваться месторождения Западно-Сибирского бассейна, являющегося ныне крупнейшим регионом добычи нефти и газа в России.
На севере Западной Сибири (Ямало-Ненецкий автономный округ) сосредоточены крупнейшие газовые месторождения России (Ямбургское, Уренгойское, Медвежье, Балахнинское, Харасавэйское и др.), а в средней части Западно-Сибирского региона (Ханты-Мансийский автономный округ) — нефтяные (Самотлорское, Мегионское, Усть-Балыкское, Сургутское и другие месторождения). Отсюда нефть и газ подаются по трубопроводам в другие районы России, страны ближнего зарубежья, а также в государства Европы.
Есть нефть также в Якутии, ведется ее добыча на острове Сахалин.
В последние годы в РФ были открыты новые месторождения: природного газа на шельфе Баренцева моря (Штокмановское), газоконденсатное — на шельфе Карского моря (Ленинградское), нефтяное — на шельфе Печорской губы и др.
В России имеются почти все виды полезных ископаемых.
Размещения полезных ископаемых
Разнообразие условий, в которых происходило образование полезных ископаемых, привело к их неравномерному размещению по территории Земли. Однако определенная закономерность в их распределении все же существует. На равнинных участках, образовавшихся на малоподвижных участках платформы, накапливается толстый слой осадочных пород и создаются условия для образования полезных ископаемых осадочного происхождения, в том числе и энергетических: газа, нефти, угля. В складчатых областях в результате землетрясений и вулканизма происходит образование магматических полезных ископаемых. Вы уже знаете о наличии такой закономерности в размещении полезных ископаемых. Однако вы должны помнить, что достаточно часто наблюдаются и нарушения этой закономерности: в горах, кроме рудных полезных ископаемых, находят уголь, нефть и газ, а на равнинах — железную руду, руды цветных металлов.
Горючие полезные ископаемые приурочены к осадочному чехлу платформ, предгорным прогибам, межгорным впадинам и осадочным толщам шельфа. Разные металлы приурочены как правило к складчатым областям и к выступам кристаллического фундамента в пределах платформенных областей. Для каждой эпохи складчатости характерен свой тип рудных месторождений. Нерудные полезные ископаемые есть как на равнинах, так и в горах.
Россия входит в первую десятку стран по запасам природного газа, нефти, янтаря, золота, никеля, железа, калийной и поваренной соли, платины, алмазов. Но одно дело большие запасы, а другое – уровень добычи полезных ископаемых, который зависит от целого ряда факторов: доступность месторождения, потребность, технические условия добычи, наличие финансовых ресурсов. Поэтому запас и добыча – это две разные цифры, причем страна может лидировать по запасам какого-то полезного ископаемого, а по его добыче отставать или вовсе его не разрабатывать.
В Европейской части присутствуют в основном нерудные и горючие полезные ископаемые: угли Печорского и Донецкого бассейнов, нефть и газ в предгорном прогибе Урала и в Среднем Поволжье, поваренная соль и сера в районе Нижнего Поволжья, фосфориты около Москвы. Много разнообразного строительного сырья (песок, глина, известняк, доломит). К выступам кристаллического фундамента приурочены железо (КМА), железные и медно-никелеве руды в Карелии и на Кольском полуострове. На Северном Кавказе в предгорной части есть месторождения горючих ископаемых и рудые полиметаллические месторождения в горной части.
Урал знаменит своими поделочными и драгоценными камнями (малахит, яшма, аметисты, корунды, бериллы) и разнообразными металлами (железо, никель, медь, марганец, золото, платина), в т. ч. редкоземельными. В Среднем Приобье – месторождения нефти, на юге Западной Сибири – каменного угля. В Восточной и Северо-Восточной Сибири сосредоточены месторождения цветных и драгоценных металлов (медно-никелевые руды с платиноидами Норильска, золото Алданского щита и Забайкалья, олово Яно-Индигирской низменности, уран Читинской области, алмазы Якутии). На Дальнем Востоке сконцентрированы в основном металлические полезные ископаемые: оловянные руды и полиметаллы в Приморье, золото на Чукотке, Колыме, Нижнем Приамурье, медно-никелевые руды на Камчатке, платина в Хабаровском крае. В межгорных впадинах есть небольшие месторождения каменного угля. На шельфе Охотского и Берингова морей – нефть (промышленная добыча ведется у берегов Сахалина). На Камчатке и Курильских островах обнаружены источники серы. Большие запасы нефти на шельфе Каспийского, Баренцева и Карского морей.
Добыча и первичная переработка минеральных ресурсов входит в первичный сектор экономики (горнодобывающая и перерабатывающая промышленность). Потребителями являются такие отрасли, как металлургия, топливная промышленность, химия и нефтехимия, строительный комплекс.
Минеральные ресурсы относятся к невозобновляемым, поэтому их необходимо использовать рационально: из руды извлекать как можно больше полезных компонентов, сокращать потери при добыче и переработке.
Нефтяные и газовые месторождения (Волго-Уральская нефтегазоносная область, месторождения Польши, Германии, Нидерландов, Великобритании, подводные месторождения Северного моря); ряд месторождений нефти приурочен к неогеновым отложениям предгорных и межгорных прогибов - Румыния, Югославия, Венгрия, Болгария, Италия и др. Крупные месторождения в Закавказье, на Западно-Сибирской равнине, на полуострове Челекен, Небит-Даг и др.; в районах, прилежащие к побережью Персидского залива содержатся около 1/2 суммарных запасов нефти зарубежных стран (Саудовская Аравия, Кувейт, Катар, Ирак, юго-западе Ирана). Кроме того, нефть добывается в Китае, в Индонезии, Индии, Брунее. Месторождения горючего газа имеются в Узбекистане, на Западно-Сибирской равнине в странах Ближнего и Среднего Востока.
В тектонических впадинах, заполненных толщами осадочных пород, образовались залежи угля, различных солей, нефтегазоносные толщи. Это “каменноугольная ось Европы” каменноугольные бассейны России, месторождения на Великой Китайской равнине, во впадинах Монголии, Индостана и некоторых других районах материка.
Разрабатываются месторождения каменных и бурых углей - Донецкий, Львовско-Волынский, Подмосковный, Печерский, Верхнесилезский, Рурский, Уэльсский бассейны, Карагандинский бассейн, полуостров Мангышлак, Прикаспийская низменность, Сахалин, В Сибири (Кузнецкий, Минусинский, Тунгусский бассейн), восточные части Китая, Кореи и восточных районах полуострова Индостан.
Мощные залежи железных руд разрабатываются на Урале, Украине, Кольском полуострове, большое значение имеют месторождения Швеции. Крупное месторождение марганцевых руд расположено в районе Никополя. Имеются месторождения в Казахстане, в Ангаро-Илимском районе Сибирской платформы, в пределах Алданского щита; в Китае, в Северной Корее и в Индии.
Месторождения бокситов известны на Урале и в районах Восточно-Европейской платформы, Индии, Бирме, Индонезии.
Богатые месторождения апатито-нефелиновых руд разрабатываются на Кольском полуострове.
Крупные соленосные месторождения пермского и триасового возраста приурочены к территориям Дании, Германии, Польши, Франции. Месторождения поваренной соли находятся в кембрийских отложениях Сибирской платформы, Пакистана и на Ю. Ирана, а также в пермских отложениях Прикаспийской низменности.
С вулканизмом, проявлявшимся на древних платформах, связаны якутские и индийские алмазы. Алмазы находят в кристаллическом фундаменте древних платформ, попадавших в зону сжатия литосферы. Сдавливаемые, платформы раскалывались, и в трещины фундамента внедрялось мантийное вещество. Этот процесс получил название траппового магматизма (или вулканизма). Очень высокое давление в трещинах приводило к образованию концентрических структур – трубок взрыва, или кимберлитовых трубок. А в них – алмазов – самых твердых минералов на Земле.
Нерудные полезные ископаемые
С пластами солей Предуральского краевого прогиба и Прикаспийской синеклизы связаны месторождения хлорида натрия — поваренной соли. Образование соленосных пластов происходило в конце палеозоя (270 млн. лет назад) в существовавшей здесь огромной замкнутой лагуне. В условиях жаркого сухого климата в ней происходило осаждение галита — минерала каменной соли, а также накопление гипса. После исчезновения солеродного бассейна осталась огромная, покрытая солью равнина. Позднее соль была перекрыта другими осадочными породами. Давление этих пород на соль приводило к тому, что соляные пласты приобретали подвижность и текучесть. В зонах, ослабленных разломами, соль устремлялась по трещинам наверх, приподнимая и деформируя вышележащие породы. Горообразовательные движения со стороны Урала сжимали лежащие у подножия гор соляные пласты, формируя соляные складки. Процесс образования соляных куполов в Оренбургском Предуралье наиболее интенсивно происходил на рубеже палеозоя и мезозоя.
На Илецком месторождении пласты каменной соли выходят на поверхность. Запасы их достигают 820 млн. т. Открытая промышленная добыча соли начата здесь с 30-х годов XVIII в. В настоящее время добыча соли ведется шахтным способом и составляет 0,5 млн т в год.
Асбест используется как огнестойкий и теплоизоляционный материал, например при изготовлении спецодежды для пожарных. Киембаевское месторождение хризотил-асбеста в Ясненском районе области является одним из крупнейших в России, разведанные запасы составляют 27 млн. т волокна-асбеста.
Каолин используется для изготовления посуды и других фаянсовых изделий. Месторождения — на востоке области. Цвет чистых каолиновых глин — белый, а при наличии примесей он может принимать желтоватые, буроватые, красноватые оттенки. Каолиновые глины образуются в результате длительного выветривания гранитов, гнейсов в условиях влажного и теплого климата. Наиболее высококачественные каолины сорта «экстра» разведаны на Теренсайском месторождении (запасы — 12 млн. т). Перспективен и Домбаровский район.
Мировую известность имеют месторождения пейзажных яшм в районе Орска на горе Полковник. По выражению академика А.Е. Ферсмана, «в этом районе расположено величайшее и лучшее в мире месторождение яшм». Оно известно более 250 лет. Запасы яшмы составляют 2440 т. Местные яшмы славятся пестротой и фантастичностью окраски. В них присутствуют все основные цвета, за исключением синего. Пестроцветная окраска связана с распределением горячими вулканическими растворами и газами красящих примесей — оксидов железа, марганца, кальция, магния, меди — в толще базальтовых лав.
В технических целях используют серые и зеленовато-серые разновидности яшм. В ювелирно-камнерезном производстве наиболее популярны пейзажные яшмы с красивой цветовой гаммой и причудливым рисунком.
Известняки состоят преимущественно из известнякового шпата с содержанием различных примесей — глин, углистых веществ. Вследствие морского происхождения сложение известняков чаще всего слоистое. Мощные (до 600 м) известняковые толщи палеозойского возраста образуют восточный склон Урала. Известняковые пласты входят в состав палеозойских отложений в западной платформенной части области.
Формирование известняковых залежей связано с длительными периодами господства мелководных открытых морей в условиях теплого климата. Осаждение известняков происходило как химическим путем при перенасыщении морской воды карбонатами, так и биогенным — накоплением на морском дне известковых скелетов морских организмов. Одно из крупнейших в области — Аккермановское месторождение известняка с запасами 400 млн. т.
Гипсы распространены в Предуральском краевом прогибе, где они образуют пласты, покрывающие сверху соляные купола, или формируют самостоятельные складки. Гипс — мягкий минерал белого цвета с серыми, желтыми, розовыми и другими оттенками. Осаждение гипса происходило в условиях мелководного морского залива при жарком и сухом климате. Эксплуатируется месторождение гипса «Слудная гора» (Дубиновское) с запасами 28 млн т.
Мел — мягкие белые породы, состоящие из мельчайших панцирей морских простейших (фораминифер), обломков раковин моллюсков, остатков скелетов морских ежей, мшанок, кораллов. Мел широко распространен среди пород одноименного — мелового — периода в юго-западной части области. Меловой период — самый поздний этап мезозойской эры. В течение мелового периода, когда накопились значительные толщи мела, южную часть Оренбургской области охватывал мелководный морской бассейн с обширным шельфом. В условиях влажного тропического климата на мелководье кипела жизнь, которая дала начало отложениям мела. Разведано несколько месторождений; запасы наиболее крупного — Акбулакского — составляют 56 млн. т.
Песок – это рыхлая, сыпучая горная порода бледно-жёлтой окраски, состоящая из обломков различных минералов (кварца, полевых шпатов, с примесью слюды и других), а также обломков горных пород и скелетов организмов. Образуется при разрушении горных пород. Песок используется в промышленности для производства стекла, литейных форм и в строительстве.
Размеры песчаных зёрен могут составлять от 0.1 до 1 мм. Песок можно классифицировать по различным параметрам в зависимости от размеров зерен - крупнозернистый, пылевидный и глинистый, в зависимости от условий залегания - речные, морские и горные (овражные). Речные и морские пески обычно имеют округлую форму зёрен, а горные пески содержат остроугольные зёрна. Горные пески больше загрязнены вредными примесями, чем речные и морские. Песок добывают главным образом в южной и центральной частях России, а также в Западной Сибири открытым способом.
Известняк - это осадочная горная порода органического, состоящая, главным образом, из кальцита, а также из доломита. Также встречается почти во всех регионах России, используется в основном в качестве строительного материала. Добывается также открытым способом.
Мрамор (в переводе с греческого «блестящий камень») является разновидностью известняка. Может быть мягким и способным поглощать влагу или довольно твердым, почти не пропускающим воду. По области применения и возможным способам обработки и мраморы делят на белые, серые и цветные. Цветные мраморы могут иметь самую разную окраску – от желтой и розовой до зеленой или черной. Иногда в мраморе присутствуют прожилки другого цвета, и такой мрамор считается особенно ценным из-за своих высоких эстетических качеств. Используется в качестве отделочного материала. Встречается довольно редко, поэтому является достаточно ценным полезным ископаемым.
Гранит - горная порода, состоящая из кварца, двух видов полевых шпатов и слюды. Разнообразные сочетания этих компонентов определяют цвет, структуру гранита. Большинство гранитов – серого цвета, но иногда встречаются граниты черного, темно-красного и даже зеленого или голубовато-серого цветов. Гранит легко поддается шлифовке и полировке. Основным преимуществом является устойчивость к внешним воздействиям (так, например, гранит выдерживает температуры до 800 С°). Среди природных минералов по прочности он занимает второе место после алмаза.
Яшма (от греческого "яспис" - пёстрый камень) - кристаллическая горная порода, состоящая из кварца, халцедона и примесей других минералов (хлорита, слюды, пирита, окислы железа и марганца и других). Является полудрагоценным поделочный камень. Среди пород яшмы встречаются почти бескварцевые, богатые гранатом. Наиболее крупные российские месторождения яшмы находятся на Южном Урале, в районе Орска, на Алтае и в бассейнах рек Чарыш, Бухтарма. В зависимости от состава, рисунка, цвета и месторождений различают: агатовую яшму, египетскую яшму, ленточную яшму, плазму и другие.
Агат - кристаллическая разновидность кварца со слоистой текстурой и полосчатым распределением окраски. Месторождения многочисленны, встречается как в изверженных, так и в осадочных породах. Агат в больших количествах встречается на Урале (Магнитогорск, Каменск-Уральский), в Магаданской области Тиманском кряже и даже в Московской области. Полудрагоценный поделочный камень, также используется в приборостроении. В древности агату приписывались также различные целебные и мистические свойства.
Алмаз – самый твёрдый в мире минерал, аллотропная форма углерода. В ювелирном деле используется в ограненном виде (бриллиант), является одним из самых ценных камней. Благодаря своей твёрдости и прочности алмаз также используется в промышленности для резки твёрдых материалов. На территории России алмазы находили на Урале, в Сибири и Якутии.
Изумруд – драгоценный камень (разновидность берилла) прозрачно-зелёной окраски. Некоторые виды изумруда ценятся даже дороже алмаза. Используется в ювелирном деле. На территории России встречается в Уральских горах.
Рубин (от латинского «rubinus» - «красный») - минерал, разновидность корунда, относится к классу окислов. Корунды красного цвета называются рубинами, а синего сапфирами. На территории России, как и большинство драгоценных камней, встречается на Урале.
Апатит (от греческого «арate» - «обман» - часто принимался за другие минералы), минерал из группы солей кальция, содержащий переменное количество фтора и хлора. В качестве примесей иногда содержит до 10% окислов марганца, стронция и других элементов, а также менее 1% натрия, калия, бария. Кристаллы в основном шестигранные, удлинённо-призматические. В природе встречается в виде скрытокристаллических разностей. Цвет и оптические свойства меняются в зависимости от содержания примесей. В апатите зелёного цвета содержится большое количество железа, голубого – марганца.
Распространён в основном в горных породах и образуется при различных геологических процессах. Также встречается в гранитах, пегматитах, кварцевых жилах, кристаллических сланцах. Используется для производства фосфорных удобрений и в химической промышленности для получения фосфорной кислоты, различных солей, а также фосфора и его соединений. Также применяется в чёрной и цветной металлургии, в керамической и стекольной промышленности.
Крупнейшее в мире месторождение апатитов расположено в России на Кольском полуострове.
К этой группе также относятся некоторые соединения химических элементов:
Бораты - минералы, соли ортоборной кислоты и других кислот. Известно около 85 природных боратов. Фосфаты - соли и эфиры фосфорных кислот. Важное место фосфаты занимают и в биохимии, а именно в синтезе множества биологически активных веществ, а также в энергетике всех живых организмов. Барит - минерал бария из класса сульфатов. Прозрачные кристаллы барита используют в оптических приборах. Барит применяют для зашиты от рентгеновских лучей, для покрытий и изоляции в химических производствах.
Все данные минералы используются в химической промышленности и для производства минеральных удобрений. Встречаются в горных районах страны, главным образом на Урале.
Известняк — широко распространённая податливая порода, лёгкая в обработке, но достаточно прочная, несмотря на свою способность к растворению. Известняки и их метаморфические аналоги — мраморы, доломиты — широко распространены по всему миру. В Средние века в Европе именно из известняков строились многочисленные города, окружённые крепостными стенами, в том числе и знаменитые памятники архитектуры — соборы Парижа, Милана, замки Луары, храмы в Древней Руси.
Мрамор, благородный и прочный материал, часто использовался в облицовке зданий. Чтобы оценить богатую палитру цветов мрамора и яшмы — другого ценного материала, достаточно обратить внимание на богатый декор многих станций Московского метрополитена, по праву считающегося одним из самых красивых в мире.
В Италии, в местечке Каррара, добывался мрамор, из которого ваяли свои творения знаменитые зодчие эпохи Возрождения — Леонардо да Винчи, Микеланджело Буонарроти.
Агрохимическое сырье
Фосфор, калий и азот. Для поддержания плодородия почв и получения высоких урожаев требуются удобрения. Издавна в сельском хозяйстве для этих целей применялись зола, помёт, навоз. Современное агропромышленное производство всё шире использует «камни плодородия» — сырьё из агрохимических руд. Все вещества, повышающие плодородие почв, содержат наиболее ценные компоненты — фосфор, калий и азот. Осадочные горные породы фосфориты добываются во многих странах.
Крупные запасы этого ценного компонента содержатся в апатитонефелиновых рудах на Кольском полуострове. В странах Средиземноморья фосфориты связаны с осадочными породами, образовавшимися на дне древнего моря Тетис.
Калийные соли помогают растениям лучше переносить засуху и мороз, способствуют росту. Эти полезные ископаемые добывают в основном из соленосных отложений, образовавшихся на месте древних морей. Они есть на территории современных Германии, Польши, России, но первое место в мире по добыче калийных солей занимает Канада (1/3 всей мировой добычи).
Минеральное сырьё, содержащее азот, — это в основном селитра и торф. Самые крупные месторождения селитры находятся на тихоокеанском побережье Южной Америки, в пустыне Атакама в Чили и в пустыне Сечура в Перу.
Драгоценные и поделочные камни
Эти полезные ископаемые не являются промышленным сырьём, не используются как топливо. Но их добыча — одна из самых ярких и захватывающих страниц в истории человечества, а для некоторых стран — основной источник дохода.
Красивые камни, из которых делали украшения, во все времена были очень популярны, а их поиски и добыча иногда носили характер «лихорадок», когда слухи о богатых находках побуждали многих людей отправляться на их поиски. На протяжении нескольких веков людей тревожили «золотые и серебряные лихорадки» в Калифорнии и на Аляске, «алмазные лихорадки» в Индии и Южной Африке, многочисленные «изумрудные лихорадки» в Бразилии и Колумбии. Способы добычи драгоценных камней практически не изменились — это тяжёлый ручной труд, промывание многих кубометров породы в поисках драгоценных камней и металлов.
Вода - самое необходимое полезное ископаемое
Вода служит источником всего живого на нашей планете, источник энергии, источник руд (так как содержит растворённые частицы разных минералов), может использоваться и в быту, и в медицине... Нет другого такого полезного ископаемого, в котором так нуждался бы человек. Без воды или в условиях её дефицита земли становятся высохшими и безжизненными. Сейчас 1/3 населения земного шара страдает от нехватки воды. Воды рек и морей не знают границ, и загрязнение их на территории или в акватории одной страны влечет отравление природы в других. Поэтому охрана водных ресурсов — первоочередная проблема для всех стран мира.
Обогащение полезных ископаемых
Обогащение полезных ископаемых существует с глубокой древности как способ извлечения золота путём промывки золотоносных песков и как операция подготовки руд к плавке.
В России зарождение обогащения полезных ископаемых связано с выделением золота из руд. В 1760 на р. Исети построена первая обогатительная фабрика для извлечения золота. В 1763 М. В. Ломоносовым в труде "Первые основания металлургии или рудных дел" дано описание обогатительных процессов. Его современники И. И. Ползунов, К. Д. Фролов построили несколько механизированных (с приводом от водяных колёс) обогатительных фабрик, оборудованных оригинальными машинами для промывки руд. В 19 в. возникли магнитные и электростатические обогащения полезных ископаемых, а затем флотация.
В зависимости от минерального состава и содержания полезных минералов, размеров вкраплений определяется обогатимость полезных ископаемых и выбирается схема обогащения полезных ископаемых, которая состоит из ряда последовательных процессов. Самая общая схема обогащения полезных ископаемых включает "разъединение" минералов, т.е. высвобождение их из сростков, что достигается дроблением и измельчением полезных ископаемых и "разделения" минералов собственно процессами обогащения. Обычно вначале проводится рудоподготовка, которая состоит из дробления, грохочения, а также усреднения материала. Дробление проводится в несколько стадий, между которыми можно выделять готовый продукт. Дроблёный продукт может подвергаться предварительному обогащению в тяжёлых средах или методами радиометрии, сортировки для удаления разубоживающих пород. Измельчение проводится для раскрытия руды, после которого минералы концентрируются гравитацией, магнитным обогащением или флотацией. Мельницы работают в цикле с классификатором для выделения продуктов нужной крупности.
К обогащению полезных ископаемых относятся различные методы разделения минералов по физическим свойствам: прочности, форме, плотности, магнитной восприимчивости, электропроводности, смачиваемости, адсорбционной способности, поверхностной активности, но без изменения их агрегатно-фазового состояния, химического состава, кристаллохимической структуры.
При разной плотности разделяемых минералов применяются многообразные методы гравитационного обогащения, использующие различие в скорости движения частиц в водной или воздушной среде под действием гравитационных или центробежных сил. К этим методам относятся: отсадка, обогащение в тяжёлых средах, концентрация на столах, обогащение на шлюзах. Различие в физико-химических свойствах поверхностей разделяемых минералов лежит в основе флотации. Если минералы обладают различной магнитной восприимчивостью, то их разделяют магнитной сепарацией. При различии в электрических свойствах (электрической проводимости, диэлектрической проницаемости, способности заряжаться при трении) минералы разделяют электрической сепарацией.
Различие зёрен минералов по крупности, форме, хрупкости и коэффициенту трения позволяет разделить их по этим признакам. Наиболее распространены гравитационные, флотационные и магнитные методы. При наличии в полезных ископаемых загрязняющих примесей (главным образом глинистых) в схему обогащения включают промывку. Разделение минералов может осуществляться по нескольким свойствам путём применения различных комбинаций процессов в одном аппарате (комбинированный процесс) или в ряде последовательно расположенных аппаратов (комбинированная технологическая схема). Комбинированные обогатительные схемы включают обычно в качестве первичного процесса гравитационные, а затем магнитные или флотационные. Такие схемы типичны для смешанных железных (гравитационно-магнитная), марганцевых (гравитационно-флотационная) и редкометальных руд (гравитационно-магнитная).
К наиболее распространённым комбинированным обогатительным процессам относятся флотогравитационные: флотация на концентрационных столах (отделение крупных сульфидов от касситерита), флотоотсадка (обогащение редкометалльных руд). Известны также магнитогидродинамическая и магнитогидростатическая сепарация, классификация в магнитном поле, флотация в магнитном поле.
Если обогатительными методами или их комбинацией не удаётся получить кондиционные концентраты, применяется комбинация с различными видами доводок гидрометаллургии. Доводка проводится выщелачиванием вредных компонентов из концентратов, например фосфора или кремнезёма из железных, марганцевых, вольфрамовых концентратов. Удаление вредных компонентов возможно также термической обработкой. Например, обжигом карбонатитовых руд можно существенно повысить концентрацию полезных компонентов за счёт удаления CO2. Обжиг позволяет изменить магнитные свойства минералов (магнетизирующий обжиг окисленных железных руд) для последующей магнитной сепарации. Известны примеры применения обжига для изменения флотируемости минералов (фосфориты). Специфическая схема, включающая пирометаллургию и флотацию, используется при переработке медно-никелевых руд: они плавятся на медно-никелевый файнштейн, состоящий из искусственных сульфидных минералов, который затем измельчается и разделяется флотацией на медный и никелевый продукты. Другой оригинальной схемой переработки медно-никелевых руд является коллективно-селективная флотация с получением никельпирротиновых концентратов, которые подвергаются автоклавно-окислительному выщелачиванию с последующей флотацией серы и сульфидов.
К комбинированным обогатительно-гидрометаллургическим процессам относятся ионная флотация, электрофлотация, процесс Мостовича. В результате обогащения полезных ископаемых получают один или несколько концентратов и отходы — хвосты. Полученные в результате применения мокрых методов обогащения полезных ископаемых концентраты подвергаются обезвоживанию. Крупнозернистые продукты обычно обезвоживают на грохотах и дренированием с последующей сушкой. Мелкозернистые продукты вначале сгущают, затем фильтруют и сушат.
Обогащение полезных ископаемых позволяет существенно увеличить концентрацию ценных компонентов. Содержание тяжёлых цветных металлов меди, свинца, цинка в рудах составляет 0,3-2%, а получаемых концентратов 20-70%. Концентрация молибдена увеличивается от 0,1 — 0,05% до 47-50%, вольфрама — от 0,1-0,2 до 45-65%, зольность угля снижается от 20-35 до 8-15%. В задачу обогащения полезных ископаемых входит также удаление вредных примесей минералов (мышьяк, сера, кремний и др.). Извлечение ценных компонентов в концентрат в процессах обогащения полезных ископаемых от 60 до 95%.
Главные направления развития обогащения полезных ископаемых: совершенствование отдельных процессов обогащения и применение комбинированных схем с целью максимального повышения качества концентратов и извлечения полезных компонентов из руд; увеличение производительности отдельных предприятий путём интенсификации процессов и укрупнения оборудования; повышение комплексности использования полезных ископаемых с извлечением из них ценных компонентов и утилизацией отходов (чаще всего для производства строительных материалов); автоматизация производства. Одна из важных задач — сведение к минимуму загрязнения окружающей среды за счёт использования оборотной воды и более широкого применения сухих методов обогащения. Масштаб использования полезных ископаемых непрерывно возрастает, а качество руд систематически ухудшается. Снижается содержание в рудах полезных минералов, ухудшается их обогатимость, возрастает зольность углей. Всё это предопределяет дальнейшее увеличение роли обогащения полезных ископаемых в промышленности.
Использование полезных ископаемых
Сначала люди пользовались тем, что находили на поверхности земли, не подозревая, какие несметные сокровища скрываются глубже. Но по мере развития цивилизации подземные кладовые распахнули для них свои двери. Человечество научилось находить и добывать нужные материалы даже в очень труднодоступных местах, изобретя для этого огромное количество механизмов и способов.
Полезные ископаемые — это горные породы, минералы, используемые в сфере материального производства, в народном хозяйстве. В настоящее время известно около 250 видов полезных ископаемых.
Полезные ископаемые по воле человека превращаются в самые разнообразные необходимые вещи, которые обеспечивают безопасность, обогревают, перевозят, кормят. Они необходимы в современном мире всюду. Практически вся электроэнергия вырабатывается на станциях, работающих на угле, газе, мазуте, радиоактивных веществах. Большая часть транспорта работает на энергии горючих ископаемых.
Основа строительной промышленности — это горные породы. Черная и цветная металлургия также полностью работает на минеральном сырье, как и химическая промышленность, где его доля достигает 75%. Большинство металлов и сплавов используется как конструкционные (черные, легирующие, цветные), в машиностроении, в электронике. Поделочные камни, такие, как яшма, рубин, используются в ювелирном деле. Алмаз, благодаря твердости и прочности, используется для резки твердых материалов, а в ограненном виде является бриллиантом. Горный минерал апатит необходим для производства фосфорных удобрений. Прозрачные кристаллы барита используются в оптических приборах.
Минеральные запасы недр земли не безграничны. И хотя процесс образования и накопления природных богатств никогда не останавливается, темпы этого восстановления совершенно несоизмеримы с темпами использования земных ресурсов.
Статью подготовила доцент кафедры социально-гуманитарных дисциплин Волгушева Алла Александровна. 
