Что относится к полезным ископаемым. Полезные ископаемые и их свойства. Применение полезных ископаемых

Добывающая промышленность России — это добыча полезных ископаемых

Несмотря на то, что Российская Федерация очень богата полезными ископаемыми, еще сто лет назад о них мало что знали. Активные поиски месторождений были начаты в 30-х годах в СССР.

Обнаруженные большие объёмы залежей в недрах земли на территории Союза вывели страну в бесспорные лидеры. Основную часть выявленных месторождений унаследовала Россия, благодаря чему получила статус самой обеспеченной минеральными ресурсами страны в мире.

По самым скромным оценкам зарубежных и отечественных специалистов стоимость полезных ископаемых составляет 27 триллионов долларов. С ростом темпов технического прогресса совершенствуются технологии, увеличиваются объёмы добычи, снижается трудоемкость, увеличиваются прибыли горнодобывающих компаний.

Несмотря на такие внушительные данные и перспективы развития, добывающая отрасль нуждается в значительных капитальных вложениях, которые, прежде всего, должны направляться на обеспечение инфраструктуры месторождений, налаживание транспортировки, модернизацию обогатительных комбинатов. Большие проблемы в России с перерабатывающей сырье отраслью.

Получается парадоксальная ситуация, когда на экспорт за небольшую стоимость идут огромные объемы добываемых ресурсов, а импортирует страна продукты переработки за цену, превышающую несколько раз стоимость сырья. Когда гораздо рентабельнее и экономически выгоднее основывать заводы по переработке внутри страны, а на экспорт давать излишки добычи.

Основные сведения

В России добыча полезных ископаемых идет практически во всех направлениях, в значительной мере страна богата:

• природным газом;
• нефтепродуктами;
• рудами черных и цветных металлов;
• рудами драгоценных металлов;
• алмазным сырьем;
• торфяными сланцами;
• месторождениями природной соли;
• рудами, содержащими драгоценные и полудрагоценные камни;
• рудами, содержащими радиоактивные металлы;
• минеральными водами.

Федеральное законодательство, предотвращая образование добывающих монополий, способствует развитию бизнеса, предоставляя лицензии на добычу полезных ископаемых, налоговыми льготами и вычетами. Основными требованиями, выдвигаемыми к предприятиям отрасли, является обеспечение экологической и трудовой безопасности, а также своевременное пополнение казны сборами и налогами.

Крупнейшими предприятиями добывающей отрасли в России являются следующие:

• Роснефть;
• Лукойл;
• Татнефть;
• Газпром;
• Кузбассразрезуголь;
• Евраз;
• Атомредметзолото;
• Далур;
• Алроса;
• Севералмаз.

Получить лицензию на индивидуальный промысел физическому лицу также возможно, однако, этот процесс достаточно затруднительный, частные предприниматели выходят из положения, заключая трудовые договоры с крупными предприятиями. Такое положение характерно для добычи золота и драгоценных камней, алмазов.

Месторождения полезных ископаемых в России

Добыча полезных ископаемых географически распределена практически по всей территории России. Однако выявлены некоторые закономерности и места наибольшей концентрации отдельных видов.

Каменным углем богаты бассейны Печеры, Урал, Башкирия.

Рудные полезные ископаемые сосредоточены в Сибирской платформе, здесь активно добывают медно-никелевые руды, платину, кобальт.

Калийная соль сосредоточена на Прикаспийской низменности, на территории озер Баскунчак и Эльтон. Предуралье также богато месторождениями поваренной соли.

Строительные материалы, такие как стекольные пески, гипс, песок, известняк добывают на территории Восточно-Европейской равнины.

Балтийский щит богат разнообразными рудами черных и цветных металлов.

Добыча полезных ископаемых, таких как нефть и газ осуществляется в низовье рек Волги и Урал, на территории северо-западной Сибирской плиты. Самое крупное месторождение газа расположено в Ямало-Ненецком автономном округе, а также на острове Сахалин.

Якутия богата алмазными рудами, золотыми приисками и каменным углем.

Полиметаллические руды залегают в недрах земли Алтайского края.

Золото, олово, полиметаллическое сырье добывают на Колыме, в горах Сихотэ-Алиня и отрогах Черского хребта.

В Читинской области сосредоточена основная добыча урана.

Медь и никель залегают в пластах, расположенных на Урале, Кольском полуострове. Эти руды богаты еще и сопутствующими ископаемыми – кобальтом, платиной и другими цветными металлами. Вблизи активных месторождений Восточной Сибири вырос крупнейший город – центр Заполярья – Норильск.

Породы горючих сланцев расположены в Европейской части Российской Федерации, самое крупное месторождение – Санкт-Петербургское, которое является частью прибалтийского сланцевого бассейна.

Торф добывают в 46 тысячах месторождений, основная масса которых сосредоточена на Северном Урале и в Западной Сибири. Общие запасы оцениваются в 160 миллиардов тонн. Некоторые месторождения имеют площадь около 100 км 2 .

Марганец в РФ добывается в 14 месторождениях, они небольшие по объемам залежей, а руда низкого качества, в ней большое содержание карбонатов, обогащение такой руды затруднительное. Крупнейшие залежи зафиксированы на Урале – Екатерининское, Юркинское, Березовское.

Добыча полезных ископаемых, таких как алюминиевые руды – бокситы, осуществляется на Северном Урале – Тихвинское и Онежское месторождения. В республике Коми зафиксирована группа бокситных залежей Среднетиманская. Руда здесь имеет высокое качество, а объем подтвержденных запасов оценивается в 200 миллион тонн.

Лекция «Месторождение полезных ископаемых»

По запасам серебра РФ занимает первое место в мире, основные месторождения наблюдаются в комплексных рудах, которые содержат цветные металлы и золото – 73%. Медно-колчеданные руды на Урале содержат до 30 грамм серебра на одну тонну. Свинцово-цинковые месторождения Восточной Сибири содержат 43 грамма серебра на тонну. Собственно серебряные руды добывают в Охотско-Чукотском вулканическом поясе.

Драгоценные и полудрагоценные камни, такие как:

• изумруд;
• берилл;
• яшма;
• нефрит;
• сердолик;
• малахит;
• горный хрусталь

добывают на Урале и на Алтае.

Лазурит в Забайкалье, сердолик и халцедон в Бурятии и в Приамурье, аметист в районе Белого моря.

Основные способы добычи

В зависимости от вида ископаемого сырья, форм, в которых содержится, глубины его залегания, используются различные способы добычи.

В России в основном используют два способа – открытый и подземный. Открытый или карьерный метод добычи предусматривает разработку месторождений путем выемки полезной руды с помощью экскаваторов, тракторов и прочей техники.

Перед началом разработки проводятся взрывные работы, порода дробится, в таком виде ее легче добывать и транспортировать. Добыча открытым способом подходит для полезных ископаемых, которые залегают неглубоко под землей.

Карьеры, глубина которых достигает 600 м нельзя более разрабатывать. Таким способом добывается 90% бурого угля, 20% каменного угля, около 70% руд цветных и черных металлов. Многие строительные материалы и торф находятся на поверхности земли, добыча их происходит карьерным способом при полной механизации производственных процессов.

Добыча полезных ископаемых, таких как газ и нефть извлекаются из земных недр с помощью скважин, глубина которых порой достигает нескольких километров. Газ по скважине поднимается на поверхность под собственной энергией, в глубинах земли он скапливается и удерживается большим давлением, а на поверхность стремится, поскольку там оно в несколько раз ниже.

Нефть при первоначальной разработке скважины может некоторое время фонтанировать и таким способом подниматься на поверхность. Когда фонтан прекращается дальнейшая добыча осуществляется газлифтным или механическим способом. Газлифтный метод предусматривает скачивание сжатого газа, таким образом, создавая условия для поднятия нефти. Механизированный способ наиболее часто применяется, он предусматривает использование насосов:

• электроцентробежных;
• электровинтовых;
• электродиафрагменных;
• гидропоршневых.

Добыча полезных ископаемых шахтным или подземным способом применяется в случае глубокого залегания полезной породы. Шахта представляет собой тоннель, глубина которого иногда достигает нескольких километров. Этот способ трудоемкий, и довольно затратный.

Для обеспечения безопасных условий работы необходима развернутая инфраструктура и дорогостоящее оборудование. Эксплуатация шахт связана с большими рисками, обвалы породы встречаются в России довольно часто. Однако подземные способы добычи полезных ископаемых оказывают менее губительное воздействие на окружающую среду, по сравнению с карьерными.

Некоторые полезные ископаемые добываются из подземных и поверхностных вод, например, золото, литий, медь. Золотоносные пески можно найти на берегах горных рек, болотах, литий находят в составе подземных водах в виде несложных соединений. Медь также могут осаждать из некоторых подземных вод, растворяя серосодержащие соединения.

Объемы добычи

Несмотря на общий спад экономики в 2015 году в добывающей отрасли зафиксированы показатели роста. Общий объем добычи полезных ископаемых в России увеличился на 1,3% по сравнению с 2014 годом. На это в значительной мере повлияло открытие и разработка новых месторождений, за период с 2011 года их было освоено более пятидесяти.

По объемам добычи нефти Россия занимает второе место в мире, уступая лишь Саудовской Аравии. За год добывается порядка 530 миллион тонн. По этой отрасли неуклонно наблюдается прирост объемов добычи.

Новые месторождения увеличивают ресурсный потенциал, так за 2015 год прирост нефтяных запасов составил 600 миллионов тонн, это на 20% больше добычи. Всего же на территории Российской Федерации в уже открытых месторождениях нефти залегает более 80 000 миллион тонн, по этому показателю Россия находится на 8 месте в мировом рейтинге.

Добыча газа в 2015 году выросла на 6,2% в сравнении с предыдущим годом и составила 642 миллиардов кубометров. По оценкам специалистов доказанных объемов газа в стране 43,30 триллион тонн, этот показатель говорит о безусловном лидерстве России, на втором месте Иран, его запасы оцениваются в 29,61 триллион тонн.

Объемы добычи золота в первом полугодии 2015 года составили 183,4 тонны, и по этому полезному ископаемому Россия также среди мировых лидеров.

Видео: Добыча алмазов

КЛАДЫ ЗЕМЛИ

Полезные ископаемые залегают в самых различных районах Земли. Большинство ме­сторождений меди, свинца, цинка, ртути, сурь­мы, никеля, золота, платины, драгоценных камней встречается в горных районах, иногда на высоте больше 2 тыс. м.

На равнинах находятся месторождения уг­ля, нефти, различных солей, а также железа, марганца, алюминия .

Месторождения руд разрабатывали еще в глубокой древности. В то время руду добы­вали железными клиньями, лопатами и кай­лами, а выносили на себе или вытаскивали в бадьях примитивными воротками, как воду из колодца. Это был очень тяжелый труд. В не­которых местах древние рудокопы сделали огромные по тем временам работы. В крепких скалах они вырубили большие пещеры или глубокие, похожие на колодцы выработки. В Средней Азии до сих пор сохранилась выби­тая в известняках пещера высотой 15, шириной 30 и длиной более 40 м. А недавно обнаружили узкую, как нора, выработку, уходящую вглубь на 60 м.

Современные рудники - крупные, обычно подземные, предприятия в виде глубоких ко­лодцев - шахт, с подземными ходами, напоми­нающими коридоры. По ним движутся элек­тропоезда, подвозящие руду к специальным

лифтам - клетям. Отсюда руду поднимают на поверхность.

Если руда залегает на небольшой глубине, то роют огромные котлованы - карьеры. В них работают экскаваторы и другие машины. До­бытую руду увозят самосвалы и электропоезда. За один день 10-15 человек, работая на таких машинах, могут добывать столько руды, сколь­ко раньше не смогли бы выработать кайлой и лопатой 100 человек за год работы.

Количество добываемой руды ежегодно воз­растает. Металлов нужно все больше и больше. И не случайно появилась тревога: не будут ли скоро выработаны полезные ископаемые и нечего будет добывать? Экономисты произвели даже подсчеты, результаты которых оказались неутешительными. Так, например, подсчитали, что при современной скорости выработки за­пасы известных никелевых месторождений во всем мире полностью будут исчерпаны за 20 - 25 лет, запасы олова - за 10-15 лет, свин­ца - за 15-20 лет. А потом начнется «метал­лический голод».

Действительно, многие месторождения бы­стро истощаются. Но это относится в основном к тем месторождениям, где руды выходили на поверхность Земли и давно уже разрабатыва­лись. Большинство таких месторождений на самом деле за несколько сотен лет горного промысла частично или полностью выработа­но. Однако Земля - богатейшая кладовая по-

лезных ископаемых, и рано говорить о том, что богатства ее недр исчерпаны. Немало есть еще месторождений и близ поверхности Земли, много их залегает и на большой глу­бине (200 и больше метров от поверхности). Геологи называют такие месторождения скры­тыми. Искать их очень трудно, и даже опытный геолог может пройти над ними, ничего не заме­тив. Но если раньше геолог, отправляясь на поиски месторождений, был вооружен лишь компасом и молотком, то теперь он пользуется сложнейшими машинами и приборами. Уче­ные разработали много различных способов поисков полезных ископаемых. Чем глубже спрятала природа запасы ценных руд, тем труднее их обнаружить, а следовательно, совер­шеннее должны быть способы их поисков.

КАК ИЩУТ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

С тех пор как человек начал выплавлять из руд металлы, много отважных рудознатцев побывали в труднопроходимой тайге, в степях и в неприступных горах. Здесь они искали и находили месторождения полезных ископае­мых. Но старинные рудознатцы хотя и обладали опытом поколений в поисках руд, но не имели достаточно знаний для научно обос­нованных действий, поэтому они часто искали вслепую, полагаясь «на чутье».

Нередко большие месторождения открывали люди, не связанные с геологией или горным делом,- охотники, рыбаки, крестьяне и даже дети. В середине XVIII в. крестьянин Ерофей Марков, разыскивая на Урале горный хрусталь, нашел белый кварц с блестящими зернышками золота. Позже здесь открыли месторождение золота, названное Березовским. Богатые за­лежи слюды в 40-х годах XVII в. в бассейне р. Ангары нашел посадский человек Алексей Жилин. Маленькая девочка открыла в Южной Африке крупнейшее в капиталистическом мире месторождение алмазов, а первый русский алмаз нашел на Урале в 1829 г. 14-летний крепостной мальчик Павлик Попов.

Большие скопления ценного камня - ма­лахита, из которого делают различные укра­шения, были найдены впервые на Урале кре­стьянами при рытье колодца.

Месторождение красивых ярко-зеленых дра­гоценных камней - изумрудов открыл на Ура­ле в 1830 г. смолокур Максим Кожевников, когда выкорчевывал в лесу пни. Из этого месторождения за 20 лет разработок добыли 142 пуда изумрудов.

Одно из месторождений ртути (Никитовское на Украине) случайно открыл студент, увидевший в глинобитной стене дома ярко-красный минерал ртути - киноварь. В том месте, откуда возили материал для строитель­ства дома, оказалось большое месторождение киновари.

Развитию северных районов Европейской части СССР мешало отсутствие мощной энер­гетической базы. Каменный уголь, необходимый промышленным предприятиям и городам Се­вера, приходилось возить с юга страны за несколько тысяч километров или закупать в других странах.

Между тем в записках некоторых путешест­венников XIX в. указывалось о находках ка­менного угля где-то на севере России. Досто­верность этих сведений вызывала сомнения. Но вот в 1921 г. старый охотник прислал в Москву «образцы черных камней, которые жарко горят в костре». Эти горючие камни он собрал вместе с внуком в районе села Усть-Воркута. Каменный уголь оказался вы­сокого качества. Вскоре в Воркуту была послана экспедиция геологов, которая с по­мощью Попова открыла большое Воркутинское месторождение каменного угля. Впослед­ствии выяснилось, что это месторождение - наиболее важный участок Печорского угленос­ного бассейна, крупнейшего в Европейской части СССР.

В бассейне р. Воркуты вскоре вырос город шахтеров, к нему была проведена железная дорога. Теперь город Воркута стал центром угольной промышленности Европейского Севе­ра нашей страны. На базе воркутинских ка­менных углей развиваются металлургия и хи­мическая промышленность Севера и Северо-Запада СССР. Обеспечен углем речной и мор­ской флот. Так открытие охотника привело к созданию нового горнопромышленного цент­ра и разрешило энергетическую проблему для громадной области Советского Союза.

Не менее интересна история открытия маг­нитных железных руд летчиком М. Сургутановым. Он обслуживал совхозы и различные экспедиции в Кустанайской степи к востоку от Урала. На легком самолете Сургутанов возил людей и различные грузы. В один из рейсов летчик обнаружил, что компас перестал правильно показывать направление: магнит­ная стрелка начала «плясать». Сургутанов предположил, что это связано с магнитной

аномалией. Закончив рейс, он направился в библиотеку и выяснил, что подобные аномалии возникают в районах залегания мощных зале­жей магнитных железных руд. В следующие рейсы Сургутанов, пролетая над районом ано­малии, отмечал на карте места максимальных отклонений стрелки компаса. О своих наблю­дениях он сообщил в местное геологическое управление. Геологическая экспедиция, осна­щенная буровыми станками, заложила сква­жины и вскрыла на глубине нескольких десят­ков метров мощную залежь железных руд - Соколовское месторождение. Затем была вскры­та вторая залежь - Сарбайская. Запасы этих месторождений оцениваются в сотни миллионов тонн высококачественной магнитной железной руды. В настоящее время в этом районе создан один из крупнейших в стране горнообогати­тельных комбинатов с производительностью в несколько миллионов тонн железной руды в год. Рядом с комбинатом возник город горня­ков - Рудный. Заслуги летчика Сургутанова были высоко оценены: он был удостоен Ленин­ской премии.

В большинстве случаев поиски и открытие месторождений требуют серьезных геологиче­ских знаний и специальных вспомогательных работ, иногда весьма сложных и дорогостоящих. Однако в ряде случаев рудные тела выходят на поверхность по склонам гор, в обрывах речных долин, в руслах рек и т. п. Такие ме­сторождения могут быть открыты и неспе­циалистами.

За последние годы наши школьники прини­мают все более активное участие в изучении по­лезных ископаемых родного края. В каникулы учащиеся старших классов совершают турист­ские походы По родному краю. Они соби­рают образцы горных пород и минералов, описывают условия, в которых нашли их, и наносят на карту моста, где взяты об­разцы. По окончании похода с помощью квали­фицированного руководителя определяют прак­тическую ценность собранных горных пород и минералов. Если какие-либо из них пред­ставляют интерес для народного хозяйства, то на место находки отправляются специали­сты-геологи для проверки и оценки найденного месторождения. Так были найдены многочис­ленные месторождения строительных материа­лов, фосфоритов, каменного угля, торфа и других полезных ископаемых.

В помощь юным геологам и другим раз­ведчикам-любителям в СССР издана серия популярных книжек по геологии.

Таким образом, поиски месторождений до­ступны и посильны любому наблюдательному человеку, даже не имеющему специальных знаний. И чем шире круг людей, которые вклю­чаются в поиски, тем с большей уверенностью можно ожидать открытия новых месторожде­ний полезных ископаемых, нужных народному хозяйству СССР.

Однако рассчитывать только на случайные открытия поисковиков-любителей нельзя. В на­шей стране, с ее плановым хозяйством, искать надо наверняка. Это и делают геологи, знаю­щие, что, где и как искать.

НАУЧНО ОБОСНОВАННЫЕ ПОИСКИ

Прежде чем начинать поиски полезных ископаемых, необходимо знать условия, при которых образуются те или иные месторож­дения.

Большая группа месторождений образова­лась при участии внутренней энергии Земли в процессе проникновения в земную кору огненно-жидких расплавов - магм. Геологическая на­ука установила четкую зависимость между химическим составом внедрившейся магмы и составом рудных тел. Так, к изверженным породам черно-зеленого цвета (дунитам, перидо­титам и др.) приурочены месторождения пла­тины, хрома, алмазов, асбеста, никеля и др. Со светлыми, богатыми кварцем породами (гранитами, гранодиоритами) связаны место­рождения слюды, горного хрусталя, топаза и др.

Многие месторождения, особенно цветных и редких металлов, образовались из газов и водных растворов, отделявшихся при осты­вании на глубине магматических расплавов. Эти газы и растворы проникали в трещины земной коры и отлагали в них свой ценный груз в виде линзообразных тел или плитообразных жил. Большинство месторождений золота, воль­фрама, олова, ртути, сурьмы, висмута, молиб­дена и других металлов образовалось именно таким путем. Кроме того, установлено, в ка­ких горных породах осаждались из растворов определенные руды. Так, свинцово-цинковые руды чаще встречаются в известняках, а оловянно-вольфрамовые - в гранитоидах.

Очень широко распространены на Земле осадочные месторождения, образовавшиеся в прошедшие века в результате осаждения мине­рального вещества в водных бассейнах - океанах,

морях, озерах, реках. Таким путем сфор­мировались многие месторождения железа, мар­ганца, бокситов (алюминиевой руды), камен­ной и калийной солей, фосфоритов, мела, са­мородной серы (см. стр. 72-73).

В местах древних морских побережий, ла­гун, озер и болот, где в большом количестве накапливались растительные осадки, образова­лись месторождения торфа, бурого и каменного угля.

Рудные осадочные месторождения имеют форму пластов, параллельных слоям вмеща­ющих их осадочных горных пород.

Накопление различных видов полезных ис­копаемых происходило не непрерывно, а в опре­деленные периоды. Так, например, большая часть всех известных месторождений серы образова­лась в пермский и неогеновый периоды истории Земли. Массы фосфоритов в нашей стране отло­жились в кембрийский и меловой периоды, крупнейшие месторождения каменных углей Европейской части СССР - в каменноуголь­ный период.

Наконец, на поверхности Земли в резуль­тате процессов выветривания (см. стр. 107) могут возникнуть месторождения глин, каолина, си­ликатных никелевых руд, бокситов и др.

Геолог, отправляясь на поиски, должен знать, какими горными породами сложен рай­он поисков и какие месторождения скорее всего можно в нем встретить. Геологу должно быть известно, как залегают осадочные гор­ные породы: в какую сторону вытянуты пласты, как они наклонены, т. е. в каком на­правлении они погружаются в глубь Земли. Это особенно важно учитывать при поисках таких полезных ископаемых, которые отла­гались на дне моря или в морских заливах в виде пластов, параллельных пластам гор­ных пород. Так залегают, например, пластовые тела каменного угля, железа, марганца, бок­ситов, каменной соли и некоторых других полезных ископаемых.

Пласты осадочных горных пород могут ле­жать горизонтально или быть смятыми в склад­ки. В перегибах складок иногда образуются большие скопления руд. А если складки имеют форму крупных пологих куполов, то в них можно встретить месторождения нефти.

В осадочных породах геологи стараются найти окаменелые остатки животных и расти­тельных организмов, потому что по ним можно определить, в какую геологическую эпоху обра­зовались эти породы, что облегчит поиски полезных ископаемых. Помимо знания состава

горных пород и условий их залегания, надо знать поисковые признаки. Так, очень важно найти хотя бы немного рудных минералов. Они часто находятся возле месторождения и могут подсказать, где нужно более тщательно искать руду. Тонкие плитообразные тела (жи­лы), сложенные нерудными минералами - кварцем, кальцитом и др., нередко располага­ются возле месторождения руд. Иногда одни минералы помогают искать месторождения дру­гих, более ценных. Например, в Якутии алма­зы искали по сопутствующим им ярко-красным минералам - пиропам (разновидность граната). В местах залегания рудных месторождений часто бывает изменена окраска горных пород. Происходит это под воздействием на породы горячих минерализованных растворов, подни­мающихся из недр Земли. Эти растворы про­никают по трещинам и изменяют породы: одни минералы они растворяют, а другие от­лагают. Зоны измененных пород, образующихся вокруг рудных тел, часто имеют большую про-

Крепкие горные породы в виде гребней возвышаются среди разрушенных более мягких пород.

тяженность и хорошо видны издали. Например, отчетливо выделяются измененные оранжево-бурые граниты среди обычных розовых или серых. Многие рудные тела в результате вы­ветривания приобретают бросающиеся в гла­за расцветки. Классическим примером явля­ются сернистые руды железа, меди, свин­ца, цинка, мышьяка, которые при вы­ветривании приобретают ярко-желтые, крас­ные, зеленые и синие цвета.

Многое могут рассказать геологу-поисковику формы рельефа. Разные горные породы и по­лезные ископаемые имеют различную кре­пость. Кусок угля легко разбить, а кусок гра­нита - трудно. Одни породы от солнца, ветра и влаги быстро разрушаются, и кусочки их сносятся с гор вниз. Другие породы гораздо тверже и разрушаются медленнее, поэтому они возвышаются среди разрушенных пород в виде гребней. Их можно видеть издалека. Посмотри­те на фотографию на стр. 94, и вы увидите греб­ни крепких пород.

В природе есть руды, которые разрушаются быстрее горных пород и на их месте образу­ются углубления, похожие на канавы или ямы. Геолог проверяет такие места и ищет здесь

С особым вниманием относятся поисковики к древним выработкам. В них добывали ру­ду наши предки несколько столетий назад. Здесь на глубине, куда не могли проникнуть древние рудокопы, или поблизости от древних выработок может находиться месторождение руды

Иногда о местах залегания руды говорят старые названия поселений, речек, логов, гор. Так, в Средней Азии в названия многих гор, логов, перевалов входит слово «кан», что озна­чает руда. Оказывается, давным-давно здесь находили руду, и это слово вошло в название места. Геологи, узнав, что в районе есть лог или горы, в названии которых есть слово «кан», начинали искать руду и иногда находили ме­сторождения. В Хакассии есть гора Темир-Тау, что в переводе означает «железная гора». На­звали ее так из-за бурых натеков окисленной железной руды.

Железа в горе оказалось немного, но зато геологи нашли здесь более ценную руду - медную.

Когда геолог ведет поиски месторождений в каком-нибудь районе, то он обращает внима­ние и на водные источники: выясняет, не со­держатся ли в воде растворенные минеральные вещества. Зачастую даже небольшие источники

Такие канавы прорывают, чтобы определить, какие породы скрыты под слоем почвы и наносов.

могут рассказать о многом. Вот, например, в Тувинской АССР есть источник, к которому издалека приезжают больные. Вода этого ис­точника оказалась сильно минерализованной. Окружающая источник местность покрыта тем­но-бурыми ржавыми окислами железа. Зимой, когда вода источника замерзает, образуется лед бурого цвета. Геологи обнаружили, что здесь подземная вода проникает по трещинам в руды месторождения и выносит на поверхность растворенные химические соединения железа, меди и других элементов. Источник находится в труднодоступном горном районе, и геологи долгое время даже не знали о его существо­вании.

Мы вкратце рассмотрели, что надо знать и на что приходится обращать внимание гео­логам-поисковикам в маршруте. Из горных пород и руд геологи берут образцы, чтобы затем произвести их точное определение с помощью микроскопа и химического анализа.

ЗАЧЕМ НУЖНА ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА И КАК ЕЕ СОСТАВЛЯЮТ

На геологических картах показано, какие породы и какого возраста находятся в том или ином месте, в каком направлении они вытяги­ваются и погружаются на глубину. На карте видно, что одни породы встречаются редко, а другие тянутся на десятки и сотни километ­ров. Например, когда составили карту Кав­каза, то выяснилось, что почти вдоль всего горного хребта тянутся граниты. Много гра­нитов на Урале, в Тянь-Шане и других горных районах. О чем говорят геологу эти горные породы?

Мы уже знаем, что в самих гранитах и в изверженных породах, похожих на граниты, встречаются месторождения слюды, горного хрусталя, свинца, меди, цинка, олова, воль­фрама, золота, серебра, мышьяка, сурьмы, ртути, а в темноокрашенных изверженных по­родах - дунитах, габбро, перидотитах - концентрируются хром, никель, платина, асбест.

Зная, с какими горными породами связаны месторождения определенных полезных иско­паемых, можно обоснованно планировать их поиски. Геологи, составляющие геологическую карту, установили, что в Якутии находятся такие же изверженные горные породы, как и в Южной Африке. Разведчики недр сделали вывод, что в Якутии следует искать алмазные месторождения.

Составление геологической карты - большая и трудная работа. Она была выполнена в основном за годы Советской власти (см. стр. 96-97).

Чтобы составить геологическую карту всего Советского Союза, геологам пришлось много лет исследовать один район за другим. Гео­логические партии проходили по долинам рек и их притоков, по горным ущельям, взбирались на крутые склоны хребтов.

В зависимости от масштаба составляемой карты прокладываются маршруты. При составле­нии карты масштаба 1: маршруты гео­логов проходят на расстоянии 2 км один от другого. В процессе геологической съемки геолог берет образцы горных пород и делает в специальной маршрутной тетради записи: от­мечает, какие породы встретил, в каком на­правлении они вытягиваются и в какую сторону погружаются, описывает встреченные складки, трещины, минералы, изменение

окраски пород. Таким образом, получается, как показано на рисунке, что геологи как бы раз­бивают исследуемый район на квадраты, обра­зующие сетку маршрутов.

Часто горные породы бывают закрыты гус­той травой, таежными дремучими лесами, бо­лотами или слоем почвы. В таких местах при­ходится раскапывать почву, вскрывая гор­ные породы. Если слой почвы, глины или песка мощный, то бурят скважины, пробивают по­хожие на колодцы шурфы или делают еще более глубокие горные выработки - шахты. Чтобы не закладывать шурфы, геолог может идти не по прямолинейным маршрутам, а по руслам речек и ручьев, в которых есть естест­венные обнажения горных пород или породы местами выступают из-под почвы. Все эти вы­ходы пород наносят на карту. И все же на гео­логической карте, составленной по маршрутам, которые расположены примерно через 2 км, показано не все: ведь маршруты находятся на далеком расстоянии один от другого.

Если нужно узнать подробнее, какие по­роды залегают в районе, то маршруты ведут ближе один от другого. На рисунке слева показаны маршруты, расположенные один от другого на расстоянии 1 км. В каждом таком маршруте геолог останавливается и берет образцы горных пород через 1 км. В результате составляется геологическая карта масштаба 1: , т. е. более детальная. Когда собра­ли геологические карты всех районов и соеди­нили их, получилась одна большая геологиче­ская карта всей нашей страны. На этой карте

Во время геологической съемки исследуемый район разбивают условной сеткой, по которой геолог ведет свои маршруты.

видно, что, например, граниты и другие из­верженные породы находятся в горных хреб­тах Кавказа, Урала, Тянь-Шаня, Алтая, Во­сточной Сибири и других районов. Поэтому месторождения меди, свинца, цинка, молиб­дена, ртути и других ценных металлов нужно искать именно в этих районах.

К западу и востоку от Уральского хреб­та - на Русской равнине и в пределах Запад­но-Сибирской низменности - распространены осадочные породы и отложившиеся с ними полез­ные ископаемые: уголь, нефть, железо, бокси­ты и др.

В местах, где уже обнаружены полезные ископаемые, поиски ведутся еще тщательнее. Геологи ходят по линиям маршрутов, распо­ложенным на расстоянии 100, 50, 20 и 10 м один от другого. Эти поиски называются де­тальными.

На современных геологических картах мас­штабов 1: , 1:и более крупных нанесены все породы с указанием их геологи­ческого возраста, с данными о крупных тре­щинах (разломах в земной коре) и выходах руды на поверхность.

Геологическая карта - верный и надеж­ный помощник поисковика, без нее находить месторождения очень трудно. С геологической картой в руках геолог уверенно идет в маршрут, потому что знает, где и что нужно искать.

Ученые много думали о том, как облегчить и ускорить поиски руды, и разработали для этой цели различные методы исследования недр Земли.

ПРИРОДА ПОМОГАЕТ ИСКАТЬ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Представьте себе, что геологи ведут поиски в глухой, дремучей тайге Восточной Сибири. Здесь горные породы закрыты почвенным слоем и густой растительностью. Лишь изредка среди травы возвышаются небольшие скалы гор­ных пород. Природа, кажется, сделала все, чтобы спрятать от человека свои богатства. Но, оказывается, кое в чем она просчиталась, и этим пользуются геологи.

Мы знаем, что дождь, снег, ветер и солнце постоянно и неутомимо разрушают горные породы, даже такие крепкие, как гранит. За сотни лет реки пропиливают в гранитах глу­бокие ущелья.

Разрушительные процессы приводят к то­му, что в горных породах появляются трещинки, кусочки пород отваливаются и скатываются вниз, некоторые обломки попадают в ручейки и выносятся водой в речки. А в них эти кусоч­ки перекатываются, округляются в гальку и передвигаются дальше, в более крупные реки. Вместе с горными породами разрушаются и залегающие в них руды. Кусочки руды сно­сятся в реку и перемещаются по дну ее на большие расстояния. Поэтому геолог при по­исках руд просматривает камешки, которые лежат на дне реки. Кроме того, он берет пробу рыхлой породы из русла речки и в похожем на корыто лотке промывает ее водой до тех пор, пока все легкие минералы будут смыты и на дне останутся только крупинки самых тяжелых минералов. Среди них могут быть золото, платина, минералы олова, вольфрама и других элементов. Такая работа называется промыв­кой шлихов. Продвигаясь вверх по течению реки и промывая шлихи, геолог в конце кон­цов определяет, откуда вынесены ценные ми­нералы, где находится месторождение руд.

Шлиховой метод поисков помогает находить полезные ископаемые, которые химически ус­тойчивы, имеют значительную прочность, не истираются, а сохраняются после длительного переноса и перекатывания в речках. А что делать, если минералы мягкие и, как только попадают в бурную горную речку, сразу же растираются в порошок? Таких, например, длинных путешествий, как проделывает зо­лото, не выдерживают минералы меди, свинца, цинка, ртути, сурьмы. Они не только превра­щаются в порошок, но и частично окисляются и растворяются в воде. Понятно, что геологу тут поможет не шлиховой, а другой способ поисков.

Еще на ранних стадиях своего развития человек разумный активно использовал те ресурсы, которые предоставляла ему природа. Вначале это было то, что находилось на виду – вода, древесина, камни. В дальнейшем человек стал все чаще задавать себе вопрос: а что же полезного может быть спрятано под землей? И недра нашей планеты преподнесли ему немало приятных сюрпризов.

Эта статья посвящена минеральным ресурсам Земли. В частности, мы расскажем об основных видах полезных ископаемых, которые выделяются современной геологической наукой. Где их добывают, и в каких отраслях хозяйства применяют? И какие виды полезных ископаемых считаются сегодня наиболее ценными и востребованными?

Минеральные богатства Земли

В недрах нашей планеты залегают сотни, если не тысячи различных видов полезных ископаемых. Некоторые из них тверже стали (как, например, алмазы), другие же – крошатся и рассыпаются от самого легкого удара (яркий пример – каолин). Отдельные виды добываемых полезных ископаемых пребывают в жидком (нефть) или же газообразном (природный газ) агрегатном состоянии. Их разработка ведется при помощи системы специальных скважин.

Полезные ископаемые в земной коре могут находиться в виде россыпей, гнезд, пластов, линз или жил. Скопления нескольких месторождений нередко формируют целые бассейны, провинции, рудные поля. Освоением и добычей минеральных ресурсов занимается отдельная отрасль науки и техники, именуемая горным делом.

Какие виды полезных ископаемых выделяют ученые на сегодняшний день? Об этом мы более подробно расскажем в следующем разделе нашей статьи.

Виды полезных ископаемых

Генезис тех или иных минеральных веществ и соединений может быть абсолютно разным. Например, происхождение многих руд связано с магматическими процессами, происходящими в глубинах земной коры. А вот нефть образовалась из остатков растений и животных, умерших миллионы лет назад. Поэтому вполне логично выделяется два вида полезных ископаемых:

• Органические.
• Неорганические.

Есть и ряд других классификаций. Так, по агрегатному состоянию выделяют твердые, жидкие и газообразные ископаемые, по условиям залегания в земной коре – пластовые, жильные и т. п. Также различают следующие виды полезных ископаемых по происхождению и условиям формирования:

• Эндогенные (образованы на больших глубинах в толще земной коры).
• Экзогенные (образованы на поверхности литосферы – на дне озер, болот, морей или океанов).
• Метаморфические (вещества, сформировавшиеся под воздействием сверхвысоких температур и давления).

Существует еще одна, обобщенная классификация. Так, согласно с ней, важнейшими видами полезных ископаемых являются топливные (или горючие), рудные (металлические) и нерудные. Иногда отдельным подклассом выделяют сырье для строительной индустрии. На этих 3 видах полезных ископаемых мы остановимся более детально.

Горючие ископаемые

Горючие (или топливные) полезные ископаемые – вид минеральных ресурсов, отличающийся таким свойством, как горение. И используются они в основном в качестве источника тепловой энергии. К основным видам топливных полезных ископаемых относят нефть, природный газ, каменный и бурый уголь, торф, антрацит и горючие сланцы.

Горение всех вышеназванных видов топлива высвобождает большое количество энергии. Этому способствуют углероды, которые содержатся во всех, без исключения, горючих полезных ископаемых. Невозможно представить себе жизнь современного города без нефти, из которой получают бензин, или же без газа, который расходуется на отопление многих жилых домов. Уголь широко используется в тяжелой промышленности, в частности, в теплоэнергетике и черной металлургии.

Руды металлов

Металлы присутствуют во многих вещах, которыми мы пользуемся ежедневно: в автомобилях, ноутбуках, мобильных телефонах, бытовой технике и даже в самых обычных лампочках. Причем чаще всего это не чистые металлы, а сплавы, созданные человеком искусственным путем. Так, широко применяемая сталь – это сплав железа с углеродом и некоторыми другими элементами (например, марганцем). Но самым первым этапом в процессе производства любого металла или сплава является добыча необходимого рудного сырья.

Существует пять основных видов рудных полезных ископаемых. Это:

• Черные металлы (железо, хром, марганец).
• Цветные металлы (медь, алюминий, никель).
• Редкие металлы (вольфрам, молибден, олово).
• Радиоактивные соединения (радий, уран).
• Благородные металлы (золото, серебро, платина).

Наибольшее значение для человечества на современном этапе его развития представляют железные руды (как основа для производства различных сплавов), а также алюминий и медно-никелевые руды. В частности, наличие в недрах страны крупных залежей цветных металлов во многом способствует ее техническому прогрессу. Ведь они широко используются в электротехнике, авиастроении, космонавтике и производстве высокоточных приборов.

Нерудные ископаемые

Нерудное минеральное сырье – это вид полезных ископаемых, которые не содержат в своем составе металлов и используются преимущественно в строительной индустрии. Всего в этой группе насчитывается около 100 наименований горных пород и минералов. И современные объемы добычи минеральных ресурсов нерудного типа достаточно велики.

Единой и общепринятой классификации нерудных полезных ископаемых нет. Здесь принято выделять:

• Горнотехническое сырье (асбест, графит, тальк).
• Химическое сырье (калийная соль, самородная сера, фосфориты).
• Строительные материалы (известняк, песок, мрамор, гранит, песчаник, туф, глина и прочие).
• Пьезооптическое сырье (исландский шпат, кварц, оптический флюорит).
• Драгоценные и полудрагоценные камни (лабрадорит, сапфир, рубин, аметист, опал и другие).

География минеральных ресурсов планеты

Распространение тех или иных полезных ископаемых по поверхности нашей планеты связано, в первую очередь, с геологическим строением территории. Так, на щитах древних платформ встречаются многочисленные месторождения черных и цветных металлов. А вот к зонам краевых и предгорных прогибов приурочены существенные залежи нефти, газа, угля, а также соли. Полезные ископаемые нерудного типа рассредоточены повсеместно: и в пределах складчатых (горных) областей, и в пределах платформенных участков.

На географических картах месторождения минеральных ресурсов обозначают специальными графическими символами и знаками. Причем у каждого полезного ископаемого – свое обозначение (см. фото ниже). Так, к примеру, каменный уголь обозначают закрашенным квадратом, соль – пустым квадратом, железную руду – черным равносторонним треугольником и так далее.

Нефть и газ

Если перечислить виды полезных ископаемых, которые используются человеком в наши дни, то счет пойдет на сотни, или даже на тысячи. Минерально-ресурсный потенциал земных недр просто поражает! Но мало кто станет спорить с тем фактом, что важнейшими видами полезных ископаемых, по состоянию на первую четверть XXI века, являются нефть и природный газ.

Нефть нередко называют черным золотом, тем самым подчеркивая всю значимость и ценность данного ресурса. Это топливо востребовано во всем мире, и некоторые страны неплохо пополняют свои бюджеты от его реализации. Нефть является важнейшим видом полезных ископаемых для Северной Африки и Юго-Западной Азии. Лидируют в мире по общим запасам этого полезного ископаемого Саудовская Аравия, Венесуэла, Иран, Ирак и Канада.

Нефтедобыча приносит странам колоссальные прибыли. Извлекается нефть из недр Земли тремя основными способами:

• Механическим.
• Фонтанным.
• Сланцевым.

Наиболее распространенным является механический (или насосный) метод добычи. Для этого бурятся скважины, после чего нефть откачивается при помощи мощного компрессорного оборудования. Стоит отметить, что черное золото добывают не только на суше, но и на море. Для этого на воде устанавливают специальные плавучие платформы.

Рядом с залежами нефти нередко обнаруживаются и месторождения газа. Вместе они часто образуют целые нефтегазоносные области и провинции, занимающие значительные площади. Под природным газом подразумевается смесь сразу нескольких газов (метана, пропана, бутана и некоторых других), которая образуется в толще земной коры в результате анаэробного разложения органических веществ. Из недр планеты его добывают при помощи скважин, глубина которых может достигать нескольких километров.

Уголь

Ископаемый уголь – это один из самых распространенных минеральных ресурсов в мире. Его залежи обнаружены на всех континентах Земли. Но наибольшими залежами угля обладают следующие страны: США, Китай, Россия, Индия и Австралия.

В зависимости от содержания углерода, существует три основных типа данного полезного ископаемого:

• Бурый уголь (до 65-70 % углерода).
• Каменный уголь (75-95 %).
• Антрацит (более 95 %).

Цвет угля варьируется от бурого до темно-серого и черного.

Из недр планеты уголь добывается двумя основными способами:

1. Закрытым.
2. Открытым.

Закрытый (или шахтный) способ добычи применяется при значительных глубинах залегания угольных пластов (свыше 100 метров). Для этого строятся шахты или же штольни. Главное преимущество такого способа добычи – это экологичность. Угольные шахты наносят окружающей среде гораздо меньше вреда, чем карьеры или разрезы. В то же время шахтная добыча является чрезвычайно опасной для здоровья и жизни рабочих.

Открытый (или карьерный) способ добычи применяют в тех случаях, когда угольные пласты расположены максимально близко к поверхности земли. В этом случае вскрывается верхний слой земной коры (включая грунт) и начинается непосредственная разработка месторождения. Порода дробится при помощи специальных машин (драглайнов и дробилок) и вывозится на поверхность. Среди преимуществ открытого способа угледобычи – экономичность и относительная безопасность. Однако карьеры «съедают» огромные земельные площади и наносят колоссальный вред окружающей среде. Плюс ко всему, уголь, извлеченный таким способом, как правило, содержит большое количество разных примесей.

Железная руда

Под железными рудами подразумевают природные минеральные образования с содержанием железа (Fe) от 10 % до 75 %. В целом известно о двухстах минералах, в составе которых содержится железо. Но самые важные из их числа – это магнетиты и гематиты. Руды с содержанием железа до 45 % считаются бедными и требуют дополнительного обогащения.

Железная руда служит основным сырьем для черной металлургии. Основная ее часть идет на производство чугуна и стального проката. Крупнейшими поставщиками железных руд на мировой рынок являются Индия, Китай, Украина, Россия, Бразилия, Казахстан и Австралия. На эти страны приходится свыше 80% от общемировой добычи.

Добыча данного полезного ископаемого осуществляется в рудниках и карьерах (реже – в шахтах). Богатые руды сразу же отправляются в мартеновские и конверторные цеха для выплавки стали. Бедные руды с низким содержанием железа нуждаются в обогащении. Этот процесс осуществляется на специальных горно-обогатительных комбинатах (ГОКах). Вначале извлеченную из недр земли руду дробят, а затем отправляют полученную массу на магнитный сепаратор, который «вытягивает» из нее железные частицы. После этого обогащенную руду спекают в небольшие окатыши (диаметром в 8-15 мм) и отправляют на металлургические комбинаты.

Объемы мировой добычи железной руды стремительно возрастают. Если в 2001 году было извлечено около 1 миллиарда тонн данного сырья, то в 2010 году эта цифра уже составила 2,4 миллиарда тонн. Правда, некоторые высокоразвитые страны постепенно сокращают потребление железной руды и переходят на вторичную переработку уже имеющегося у них металлолома.

Золото

Пожалуй, нет на Земле человека, который не слышал бы слова «Клондайк». Название этого региона на Аляске стало нарицательным как обозначение места, полного драгоценных сокровищ. В конце XIX века здесь были обнаружены колоссальные залежи золота. И тысячи авантюристов отправилось в дикий и далекий край на его поиски. Немногим счастливчикам удалось туда добраться и найти бесценное сокровище желтого цвета.

Золото и сегодня является ценнейшим металлом на Земле. Чаще всего его используют в ювелирной промышленности и как объект инвестирования. Золотые слитки считаются самым надежным способом сохранить свои сбережения. Помимо этого, благородный металл также применяется в микроэлектронике, стоматологии и пищевой промышленности.

За всю историю человечество извлекло из земли около 160 тысяч тонн золота. В денежном эквиваленте это сумма, которая равна примерно 8 триллионам американских долларов. Лидерами по добыче золота в мире являются следующие страны: Китай, Россия, Австралия, США, Южно-Африканская Республика, Перу, Канада. На территории Российской Федерации сегодня работает 37 золотодобывающих компаний. Они расположены в Бурятии, Амурской и Иркутской области, Забайкалье, Красноярском крае, Республике Тыве и некоторых других регионах страны.

Алмазы

Алмаз – это природный минерал, одна из форм углерода. Он отличается крайне высокой твердостью и теплопроводностью. Ограненный алмаз принято называть бриллиантом. Уже достаточно долгое время он является самым дорогим и ценным украшением. Правда, цена алмазов во многом обусловлена крайне высокой степенью монополизации данного рынка в мировой экономике.

Помимо ювелирного дела, алмазы нашли свое применение в электронике, авиакосмической и ядерной промышленности. Благодаря исключительной твердости минерала его используют в производстве сверхпрочных сверл и резцов.

Алмазы являются важнейшим видом полезных ископаемых Африки. По крайней мере, некоторых ее стран. Так, каждый второй алмаз в мире добывается в четырех государствах «черного континента». Это Намибия, Ботсвана, ЮАР и Танзания. Другие крупные импортеры самого прочного минерала – Индия, Россия, Ангола, Канада.

На территории России первый алмаз был найден крепостным Павлом Поповым в Пермской губернии. За такую ценную находку ему была дарована свобода. В дальнейшем были обнаружены крупные кимберлитовые трубки в Якутии, а также значительные месторождения в Красноярском крае и в Архангельской области.

Каменная соль

Рассказывая о самых востребованных полезных ископаемых, нельзя не упомянуть о соли. Ценность данного минерала и пищевого продукта необычайно велика. В давние времена соль нередко выполняла функцию расчетных денег. Она жизненно необходима любому человеческому организму. Дефицит соли сопровождается слабостью, головными болями и тошнотой.

Химическая формула этого минерала – NaCl (хлорид натрия). В природе встречается в виде бесцветных прозрачных кристаллов. Кухонную соль получают несколькими способами. Собственно, соль каменная добывается шахтным способом. Минерал также получают посредством вываривания жидких соляных растворов.

Всего в мире добывается около 200 миллионов тонн соли в год. Крупнейшими производителями этого продукта являются такие страны, как США, Китай, Индия, Канада, Франция, Германия, Россия, Украина, Чили. Древнейшие солеварни были обнаружены археологами на побережье Черного моря (современная Болгария). Ученые выяснили, что соль здесь начали добывать еще в шестом тысячелетии до нашей эры.

Природный газ – смесь газов, которая образуется в недрах земли при разложении органических веществ. Он относится к горючим полезным ископаемым и используется в качестве топлива и в химической промышленности. Иногда природный газ также называют «голубым топливом» - именно такой цвет имеет пламя, образующееся при его сжигании.

Природный газ может находиться в недрах в газовом состоянии в виде отдельных скоплений или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений. Он также может быть растворён в нефти или воде.

Природный газ состоит в основном из метана (до 98%). Помимо него в состав природного газа входят другие углеводородные соединения (этан, пропан, бутан), а также водород, сероводород, азот, гелий и углекислый газ. Сам по себе природный газ не имеет цвета и запаха. Так как в больших концентрациях он смертельно опасен для человека, то в него добавляют вещества, имеющие сильный неприятный запах.

Метан широко распространен в космосе: третий по количеству после водорода и гелия. Он является одной из составляющих планет и астероидов, но так как практического применения это не имеет, то в природные запасы газа эта часть не включается. По причине невозможности добычи не принимается во внимание и большое количество углеводородов, содержащихся в земной мантии.

Залежи добываемого природного газа сосредоточены в осадочной оболочке земной коры. Считается, что образуются он в результате разложения останков живых организмов. Природный газ образуется при больших температурах и давлениях, чем нефть, поэтому обычно залегает глубже (от одного до нескольких километров от поверхности земли). Наибольшими запасами природного газа обладают Россия (Уренгойское месторождение), США, Канада.

В недрах газ располагается в микроскопических пустотах, которые называют порами. Они соединены между собой микроскопическими каналами, по которым газ поступает из пор с высоким давлением в поры с более низким давлением. Природный газ добывают из недр земли с помощью скважин, которые размещаются равномерно по всей территории месторождения. Это создаёт равномерное падение пластового давления в залежи. Перед использованием газа из него необходимо удалить примеси, что делается на специальном газоперерабатывающем предприятии. Далее газ отправляют потребителям по специальным трубопроводам.

Минералами называются однородные по своему составу и строению части горных пород и руд. Это химические соединения, образовавшиеся в результате определённых геологических процессов. Минералов на Земле огромное количество, поэтому их объединяют в однородные группы по химическому составу и физическим свойствам. Большинство минералов находятся в твердом состоянии, но иногда встречаются жидкие (например, ртуть) и даже газообразные (углекислый газ, сероводород). Одни минералы прозрачны, другие полупрозрачны или совершенно не пропускают свет.

Профессионалы легко могут различить минералы по их окраске. Так, киноварь имеет красный цвет, а малахит ярко-зеленый, а некоторые минералы бывают разных цветов. Существенно отличаются минералы и по своей форме. Кристаллические минералы могут иметь форму куба, призмы, многогранника. Однако подавляющее большинство минералов могут иметь разную неопределённую форму.

Существенно различаются минералы по твёрдости. Для оценки этого параметра используется шкала Мооса. В неё входит десять элементов, каждому из которых соответствует определённый уровень твёрдости: тальк -1, гипс – 2, кальцит – 3, флюорит - 4, апатит – 5, ортоклаз – 6, кварц – 7, топаз – 8, корунд -9, алмаз - 10. Каждый последующий минерал царапает все предыдущие. Для определения твёрдости другого минерала необходимо выяснить, какой из входящих в шкалу Мооса он царапает, а каким царапается сам.

Свойства минералов зависят от их химического состава, кристаллической структуры – то есть характеру связи мельчайших частиц (атомов), из которых состоит кристалл. В зависимости от этого параметра выделяют кальциты, кварцы, полевые шпаты слюду и другие минералы.

Кальцит – один из наиболее распространенных минералов. Он в основном бесцветен или обладает молочно-белым цветом. Иногда встречается кальцит, окрашенный в различные оттенки серого, желтого, красного, бурого и черного цвета. Если на этот минерал воздействовать соляной кислотой, будет происходить бурное выделение углекислого газа.
Кальцит образуются в морских бассейнах, а со временем превращаются в горную породу - известняк или мрамор.

Кварц также относится к числу наиболее распространенных минералов. Кристаллы кварца могут достигать огромных размеров и весить до 40 тонн. Цвет кварца молочно-белый или серый. Прозрачные кристаллы кварца называют горным хрусталем, фиолетовые - аметистом, черные - морионом. Кварц обычно входит в состав кислых магматических горных пород - гранитов, гранитных пегматитов и других.

Полевые шпаты составляют примерно 50% по весу от всех силикатов, входящих в состав земной коры. Они являются основной составной частью большинства горных, многих метаморфических и некоторых осадочных пород. Слюды обладают довольно сложным химическим составом и существенно отличаются набором элементов, окраской и другими свойствами.

Распространённые минералы встречаются на Земле достаточно часто и поэтому не являются особо ценными видами полезных ископаемых. Они используются в разных областях промышленности и сельского хозяйства: для получения минеральных удобрений, некоторых химических элементов и соединений, в производстве строительных материалов и других сферах.

Одними из важнейших полезных ископаемых, наряду с горючими, являются так называемые рудные полезные ископаемые. Рудой называют горную породу, которая в больших количествах содержит определённые элементы или их соединения (вещества). Наиболее используемыми типами руд являются железные, медные и никелевые.

Железной рудой называются руда, которая содержат железо в таких количествах и химических соединениях, что его извлечение возможно и экономически выгодно. Важнейшими минералами являются: магнетит, магномагнетит, титаномагнетит, гематит и другие. Железные руды различаются по минеральному составу, содержанию железа, полезных и вредных примесей, условиям образования и промышленным свойствам.

Железные руды разделяют на богатые (более 50% железа), рядовые (50-25%) и бедные (менее 25% железа) В зависимости от химического состава их применяют для выплавки чугуна в естественном виде или после обогащения. Железные руды, использующиеся для производства стали, должны содержать определённые вещества в необходимых пропорциях. От этого зависит качество получаемого продукта. Некоторые химические элементы (помимо железа) могут извлекаться из руды и использоваться для других целей.

Месторождения железной руды разделяют по происхождению. Обычно выделяют 3 группы: магматогенные, экзогенные и метаморфогенные. Они могут подразделяться ещё на несколько групп. Магматогенные образуются в основном при воздействии на различные соединения высоких температур. Экзогенные месторождения возникли в долинах рек при отложении осадков и выветривании горных пород. Метаморфогенные месторождения - ранее существовавшие осадочные месторождения, преобразовавшиеся в условиях высоких давлений и температур. Наибольшее количество железной руды сосредоточено на территории России.

Курская магнитная аномалия самый мощный в мире железорудный бассейн. Залежи руды на её территории оцениваются в 200-210 миллиардов тонн, что составляет около 50 % железорудных запасов на планете. Она располагается в основном на территории Курской, Белгородской и Орловской областей.

Никелевая руда – руда, содержащая химический элемент никель в таких количествах и химических соединениях, что его извлечение является не только возможным, но и экономически выгодным. Обычно таковыми являются месторождения сульфидных (содержание никеля 1-2%) и силикатных (содержание никеля 1-1,5%) руд. К наиболее важным относят часто встречающиеся минералы: сульфиды, водные силикаты и никелевые хлориты.

Медными рудами называются природные минеральные образования, содержание меди в которых достаточно для экономически выгодной добычи этого металла. Из множества известных содержащих медь минералов используются в промышленных масштабах около 17: медь самородная, борнит, халькопирит (медный колчедан) и другие. Промышленное значение имеют такие типы месторождений: медноколчеданные, скарновые медно-магенетитовые, медно-титаномагнетитовые и медно-порфировые.

Они залегают среди вулканических пород древнего периода. В этот период действовали многочисленные наземные и подводные вулканы. Вулканы выделяли сернистые газы и горячие воды, насыщенные металлами – железом, медью, цинком и другими. Из них на морском дне и в подстилающих породах отлагались руды, состоящие из сульфидов железа, меди и цинка, получившие название колчеданов. Основным минералом колчеданных руд является пирит, или серный колчедан, который составляет преобладающую часть (50–90%) объема колчеданных руд.

Большая часть добываемого никеля используется для производства жаропрочных, конструкционных, инструментальных, нержавеющих сталей и сплавов. Небольшая часть никеля расходуется на производство никелевого и медно-никелевого проката, для изготовления проволоки, лент, разнообразной аппаратуры для промышленности, а также в авиации, ракетостроении, при производстве оборудования для атомных электростанций, изготовлении радиолокационных приборов. В промышленности сплавы никеля с медью, цинком, алюминием, хромом и другими металлами.

Уголь - первое из полезных ископаемых, используемых человеком в качестве топлива. Лишь в конце прошлого века его заменили другие энергоносители, а вплоть до 60-х годов он оставался самым используемым источником энергии. Однако и сейчас он активно используется в металлургической промышленности при выплавке чугуна. Уголь, также как и другие основные энергоносители, представляет собой изменившееся за длительный промежуток времени и под действием различных процессов органическое вещество.

Уголь отличается соотношением составляющих его элементов. Это соотношение определяет и основной параметр добываемого угля – количество теплоты, выделяющееся при его сгорании.

Каменный уголь – это осадочная порода, образовавшаяся при разложении остатков растений (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений). Основная часть добываемых в настоящее время каменных углей образовалась примерно 300-350 миллионов лет тому назад.

Существует также бурый уголь. Это более молодой вид угля, обладающей меньшей теплотой сгорания. В качестве топлива его используют реже, а основной целью добычи является получение некоторых химических соединений. Особо качественным видом угля является антрацит, обладающий наибольшей теплотой сгорания. Однако и он имеет свой недостаток – плохо воспламеняется.

Для образования угля необходимо накопление большого количества растительной массы, без доступа кислорода. Такие условия выполнялись в древних торфяных болотах. Сначала образуется торф, который затем оказывается под слоем наносов и постепенно, испытывая сжатие, превращается в уголь. Чем глубже залегают пласты торфа, тем более высокого качества получается уголь. Однако это не значит, что хороший уголь обязательно залегает на большой глубине: многие слои, лежавшие поверх него, со временем разрушились, и пласты угля оказались на глубине около километра.

В зависимости от глубины залегания уголь добывают открытым способом, снимая верхний слой земли над пластами, или шахтовым (подземным) – сооружением специальных подземных ходов (шахт). Чаще всего качественный уголь добывается шахтовым методом. Несколько угольных месторождений составляют угольный бассейн. Один из крупнейших подобных бассейнов в мире – Кузнецкий – расположен в России. Ещё один крупный угольный бассейн – Донбасский – находится на территории Украины.

Нефтью называют горючую маслянистую жидкость красно-коричневого или чёрного цвета со специфическим запахом. Нефть является одним из важнейших полезных ископаемых на Земле, так как из неё получают наиболее используемые в настоящее время виды топлива. Обычно нефть образуется вместе с другим, не менее важным полезным ископаемым - природным газом. Поэтому очень часто эти два вида полезных ископаемых добываются в одном и том же месте. Нефть может залегать на глубине от нескольких десятков метров до 6 километров, но чаще всего она располагается на глубине 1-3 км.

Нефть состоит из различных углеводородов и соединений, содержащих, помимо углерода и водорода кислород, серу и азот. Нефть может значительно отличаться не только по составу, но и по цвету: от светло-коричневой, почти бесцветной, до темно-бурой, почти чёрной.

Происхождение этого полезного ископаемого долго вызывало множество споров. Первоначально учёные считали, что нефть – это уголь на ранней стадией в жидком состоянии. Позднее выдвигались гипотезы об образовании нефти при воздействии проникающей в глубь земли воды на другие вещества. Лишь в прошлом веке учёные определили, что нефть образуется в результате сложного и длительного процесса разложения органического вещества глубоко под землёй.

Сейчас почти вся добываемая в мире нефть извлекается из глубины посредством так называемых буровых скважин. Раньше применялись более примитивные способы добычи: нефть собирали с поверхности водоёмов, обрабатывали нефтесодержащие породы песчаника или известняка, сооружали колодцы.

После добычи нефть перерабатывают на специальных предприятиях, получая необходимое топливо (бензин, дизельное топливо и другие). Нефть активно используется не только для получения топлива, но и различных элементов, применяемых в химической промышленности.

Нефть относится к невосполняемым полезным ископаемым, то есть в настоящее время уже не образуется. Необходимость в большом количестве топлива в современном мире, приводит к огромным масштабам добычи. По расчётам специалистов, запасы нефти, которые известны к настоящему времени и доступны для добычи, должны истощиться в течение ближайших 100 лет. В дальнейшем человечеству придётся либо искать новые способы добычи, либо получать топливо другим путём. Наибольшие запасы нефти сосредоточены на территории Саудовской Аравии, России и США, которые являются лидерами мировой нефтедобычи.

Существует множество природных месторождений важных для человека веществ. Это ресурсы, которые являются исчерпаемыми и которые следует беречь. Без их разработки и добычи многие стороны жизни людей были бы крайне затруднительными.

Полезные ископаемые и их свойства - это объект и предмет изучения геологии горного дела. Результаты, полученные ей, используются в дальнейшем для переработки и производства многих вещей.

Полезные ископаемые и их свойства

Что вообще называют полезными ископаемыми? Это такие горные породы или минеральные структуры, которые имеют большое народно-хозяйственное значение и широко используются в промышленности.

Разнообразие их велико, поэтому свойства для каждого вида специфичны. Можно выделить несколько основных вариантов скоплений рассматриваемых веществ в природе:

• россыпи;
• пласты;
• жилы;
• штоки;
• гнезда.

Если же говорить об общем распространении ископаемых, то можно выделить:

• провинции;
• районы;
• бассейны;
• месторождения.

Полезные ископаемые и их свойства зависят от конкретного вида сырья. Именно этим определяется и область их использования человеком, а также способ добычи и переработки.

Виды полезных ископаемых

Существует не одна классификация рассматриваемого сырья. Так, если в основу положены признаки агрегатного состояния, то выделяют такие разновидности.

1. Полезное ископаемое твердое. Примеры: мрамор, соли, гранит, металлические руды, неметаллические.
2. Жидкое - подземные минеральные воды и нефть.
3. Газовое - природный газ, гелий.

Если же в основе подразделения на виды применение полезных ископаемых, тогда классификация принимает следующий вид.

1. Горючие. Примеры: нефть, горючие уголь, метан и другие.
2. Рудные или магматические. Примеры: все металлсодержащее рудное сырье, а также асбест и графит.
3. Нерудные. Примеры: все сырье, не содержащее металлов (глина, песок, мел, гравий и прочие), а также различные соли.
4. Камнесамоцветные. Примеры: драгоценные и полудрагоценные, а также (алмазы, сапфиры, рубины, изумруды, яшма, халцедон, опал, сердолик и прочие).

По представленному разнообразию очевидно, что полезные ископаемые и их свойства - это целый мир, который исследуется огромным количеством специалистов геологов и горняков.

Основные месторождения

Различные минеральные распространены по планете достаточно равномерно согласно геологическим особенностям. Ведь значительная часть из них образуется за счет платформенных подвижек и тектонических извержений. Можно назвать несколько основных континентов, которые наиболее богаты практически всеми видами сырья. Это:

• Северная и Южная Америка.
• Евразия.
• Африка.

Все страны, которые расположены на обозначенных территориях, широко используют полезные ископаемые и их свойства. В те же области, где своего сырья нет, проходят экспортные поставки.

Вообще, конечно, сложно определить общий план месторождений минеральных ресурсов. Ведь все зависит от конкретного вида сырья. Одними из самых дорогих являются драгоценные (содержащие благородные металлы) полезные ископаемые. Золото, например, есть везде, кроме Европы (из перечисленных выше континентов плюс Австралия). Оно ценится очень высоко, а его добыча - одно из самых распространенных явлений в горном деле.

Самой богатой на горючие ресурсы является Евразия. Горные полезные ископаемые (тальк, барит, каолин, известняки, кварциты, апатиты, соли) распространены практически повсеместно в большом количестве.

Добыча полезных ископаемых

Для того чтобы минеральное сырье извлечь и подготовить для использования, применяются разные методы.

1. Открытый путь. Необходимое сырье добывается прямо из карьеров. Со временем это приводит к образованию обширных оврагов, поэтому является не щадящим для природы.
2. Шахтный способ - более правильный, но дорогостоящий.
3. Фонтанный метод выкачивания нефти.
4. Насосный способ.
5. Геотехнологические методы обработки руды.

Разработка месторождений полезных ископаемых - это важный и необходимый процесс, однако приводящий к весьма плачевным последствиям. Ведь ресурсы исчерпаемы. Поэтому в последние годы особый упор делается не на больших объемах добычи минеральных ресурсов, а именно на их более правильном и рациональном использовании человеком.

Рудные (магматические) породы

К данной группе относятся самые важные и большие по объемам добычи полезные ископаемые. Руда - это такое образование минеральной природы, в котором содержится в большом количестве тот или иной нужный металл (другой компонент).

Места добычи и обработки такого сырья называются рудники. Классифицировать магматические породы можно на четыре группы:

• цветных;
• благородных;
• неметаллических компонентов.

Приведем примеры некоторых рудных минеральных ресурсов.

1. Железные.
2. Никелевые.
3. Аргентит.
4. Касситерит.
5. Берилл.
6. Борнит.
7. Халькопирит.
8. Уранинит.
9. Асбест.
10. Графит и другие.

Золото - рудное ископаемое

Есть среди рудных и особые полезные ископаемые. Золото, например. Его добыча была актуальна издревле, ведь оно всегда высоко ценилось людьми. Сегодня золото добывают и отмывают практически в каждой стране, на территории которой есть хотя бы небольшие его месторождения.

В природе золото встречается в виде самородных частиц. Самым крупным слитком стал найденный в Австралии весом почти в 70 кг пласт. Часто из-за выветривания месторождений и их размывов образуются россыпи в виде песчаных крупинок из этого драгоценного металла.

Из таких смесей его извлекают отмыванием и просеиванием. В целом, это не слишком распространенные и объемные по содержанию полезные ископаемые. Золото поэтому и называют драгоценным и благородным металлом.

Центрами по добыче данного рудного ископаемого являются:

• Россия.
• Канада.
• Южная Африка.
• Австралия.

Горючие ископаемые

К данной группе относятся такие минеральные ресурсы, как:

• бурый уголь;
• нефть;
• газ (метан, гелий);
• каменный уголь.

Применение полезных ископаемых такого рода - это топливо и сырье для получения различных химических соединений и веществ.

Уголь - это такое ископаемое, которое залегает на сравнительно небольшой глубине широкими пластами. Его количество ограничено в одном конкретном месторождении. Поэтому, исчерпав один бассейн, люди переходят на другой. В целом уголь содержит до 97% углерода в чистом виде. Сформировался он исторически, в результате отмирания и утрамбовывания растительных органических остатков. Процессы эти длились миллионы лет, поэтому сейчас запасов угля огромное количество по всей планете.

Нефть по-другому называют жидкое золото, что подчеркивает, насколько важным минеральным ресурсом она является. Ведь это основной источник высококачественного горючего топлива, а также различные ее составляющие - основа, сырье для химических синтезов. Лидерами по добыче нефти являются такие страны, как:

• Россия.
• Алжир;
• Мексика.
• Индонезия.
• Венесуэла.
• Ливия.

Который представляет собой смесь газообразных углеводородов, это также важное промышленное топливо. Относится к самому дешевому сырью, поэтому особенно масштабно используется. Страны-лидеры по добыче - Россия и Саудовская Аравия.

Неметаллические или нерудные виды

К данной группе относятся такие минералы и горные породы, как:

• глина;
• песок;
• галька;
• гравий;
• щебень;
• тальк;
• каолин;
• барит;
• графит;
• алмазы;
• кварц;
• апатиты;
• фосфорит и прочие.

Все разновидности можно объединить в несколько групп по области использования.

1. Горно-химические минералы.
2. Металлургическое сырье.
3. Технические кристаллы.
4. Строительные материалы.

К этой же группе часто относят и камнесамоцветные ископаемые. Области использования полезных ископаемых нерудной природы многогранны и обширны. Это сельское хозяйство (удобрения), строительство (материалы), стекловарение, ювелирное дело, техника, общехимическое производство, производство краски и так далее.