Эта статья посвящена минеральным ресурсам Земли. В частности, мы расскажем об основных видах полезных ископаемых, которые выделяются геологической наукой....

От Masterweb

10.04.2018 12:00

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.

Улица Киевян, 16 0016 Армения, Ереван +374 11 233 255

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:

Карта полезных ископаемых России

• 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:

Прогноз спроса и предложения алмазов на мировом рынке до 2020 года

• 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.

Угольные бассейны России

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.

Самый большой карьер по добыче алмазов в Якутии

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

Способы добычи полезных ископаемых в России

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:

Полезные ископаемые добываются из подземных и поверхностных вод, например, газ и нефть

• 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

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.

Месторождением полезных ископаемых называют естественное скопление минералов в земной коре (рис. 1.1).

По технологическим особенностям подземной разработки месторождений в них выделяют группы: рудные, пластовые и россыпные.

Рис. 1.1.

К рудным относят месторождения не только металлических руд, но и схожие с ними по генетическим признакам нерудные месторождения, а к пластовым - угольные и сланцевые месторождения.

Полезным ископаемым называют природное минеральное вещество, которое при данном уровне техники и технологии экономически целесообразно извлекать из недр земли для использования.

Месторождение считается промышленным, если разработка его экономически целесообразна. В противном случае его называют непромышленным.

По физическому состоянию полезные ископаемые бывают твердыми (уголь, руды, химическое и строительное сырье и т.д.), жидкими (нефть, минеральные воды) и газообразными (газы).

Среди твердых полезных ископаемых по назначению и характеру использования выделяют следующие группы:

• горючие (уголь, горючие сланцы, торф);
• металлические (железные, медные, золотые руды и др.);
• неметаллические (сера, соль, апатит, огнеупоры, флюсы и др.).

Полезные ископаемые подразделяют на рудные и нерудные.

Горные породы, не содержащие полезного минерала или содержащие в количестве, недостаточном для экономически приемлемой переработки, называют пустой породой.

Металл находится в руде чаще всего в виде химических соединений - рудных минералов, например свинец - в виде галенита (PbS); олово в виде касситерита (Sn0 2), цинк в виде сфалерита (ZnS) и др.

По признаку технологического процесса добычи различают группы месторождений: нефти и газа, торфа, угля и горючих сланцев, рудные, нерудные и россыпные.

Месторождения характеризуются прежде всего формой рудных тел: пласты, пластообразные залежи, штоки, линзы, жилы и т.д. Мощность рудных тел колеблется от нескольких сантиметров (редкие металлы и золото) до десятков и сотен метров (железо, медь, апатиты). Угол падения залежей - от горизонтального и пологого (0-25°) до крутого (45-90°). Протяженность залежей достигает десятков километров (фосфориты), глубина распространения рудных тел - километров.

Характерным примером металлического месторождения сложной структуры является месторождение «Талнах» (Таймыр). Определяющий структурный элемент - Норильско-Хараелахский глубинный разлом с оперяющими его сбросами. Западное крыло месторождения разбито большим количеством тектонических нарушений, среди которых преобладают субпараллельные разлому с крутым падением. Восточное крыло месторождения нарушено тектоническими разрывами по западному флангу залежи.

Сульфидное оруденение пространственно и генетически связано с крупной Талнахской дифференцированной интрузией габбро-до- леритов и представлено следующими типами руд:

• сплошными;
• вкрапленными и прожилково-вкрапленными в породах интрузии;
• вкрапленными и прожилково-вкрапленными в породах, вмещающих интрузию.

Минеральный состав богатых руд - преимущественно халькопи- рит-пирротиновый, с участками талнахит-кубанитовыхруд. Сплошные сульфидные руды обладают высокой химической активностью по отношению к кислороду, обусловленной наличием в руде легко окисляющихся сульфидных минералов. Вкрапленные руды связаны с пикритовыми, такситовыми, троктолитовыми и контактными габбро - долеритами.

По степени трещиноватости руды различают:

• слаботрещиноватые - 0,2 м (средний размер элементарного блока);
• среднетрещиноватые - 0,1-0,2 м;
• сильнотрещиноватые - 0,05-0,1 м;
• раздробленные - 0,05 м.

Прочностные свойства руд меняются в широких пределах: от 6 до 14-16 по шкале проф. М.М. Протодьяконова. Общая мощность рудных тел достигает 100 м и более, глубина локализации 400-600 м.

Залежи в части месторождения, разрабатываемого рудником «Таймырский», расположены в центральной части Октябрьского месторождения. Рудные тела погружаются к восток-северо-востоку под углом 15-20° и простираются в меридиональном направлении на 850 м при наибольшей ширине (500 м). Мощность рудных тел составляет 17-33 м, глубина разработки - 1200-1700 м.

Основным структурным элементом, разделяющим шахтные поля месторождения, является горный сброс, который имеет субмеридиональное простирание, крутое (70-85°) восточное падение с амплитудой смещения 40-80 м.

Наиболее распространены сочетания нарушений:

• сонаправленные сбросы;
• разнонаправленные сбросы (блок приподнят или опущен);
• сонаправленные сброс и взброс;
• разнонаправленные взброс и сброс.

Все это определяет блочную структуру месторождения. Параметры тектонических блоков:

• протяженность по простиранию 30-120 м;
• ширина блока вкрест простирания - 8-60 м;
• угол падения тектонических нарушений - 50-85°;
• амплитуда смещения по тектоническому нарушению - 2-40 м.

Вблизи тектонического нарушения трещиноватость руд и пород увеличивается, образуя зоны повышенной сопутствующей трещиноватости шириной в 0,5-0,8 м. Зоны в большинстве случаев асимметричны: ширина в висячем боку в 2-6 раз больше, чем лежачем. Для сплошных руд указанные зависимости менее характерны, так как в них тектоническое нарушение чаще всего представляет собой сглаженную плоскость, по которой крылья нарушения плотно сомкнуты.

В пределах залежей имеются протяженные участки с включениями слабых прослоев пород - ксенолитов. Зоны сильнонарушенных руд и пород достигают 40-50% площади рудной залежи.

При многообразии условий залегания рудных тел общим свойством месторождений рассматриваемого типа является интенсивная нару- шенность массива разрывными структурами от крупных разломов до микротрещин.

В строительстве чаще других используются мрамор и гранит. Однако видов натурального камня очень много. Песчаник, ракушечник, известняк, травертин, доломит, базальт – можно продолжать довольно . Мрамор представляет собой кристаллическую горную породу, непосредственные его «предки» - известняк или доломит, подвергшиеся перекристаллизации. Столь популярный строительный , как гранит, являет собой магматическую породу. К магматическим породам относится и базальт. Озерный и речной образовались под длительным воздействием пресной воды. В туфе сочетаются разные горные породы, он формируется при взаимодействии грязевых потоков с рыхлыми продуктами вулканических извержений, песком, стеклом, камнями и т.п. Сланец может иметь разное происхождение, но в любом случае он обладает тонкослоистой структурой. Характерная его особенность – легкое разделение на тонкие ровные пластины. Яшма образуется из окислов железа и кристаллов кварца.

На рыночную цену камня влияют не только его качество, но и способ добычи и стоимость транспортировки.

Где добывают камень?

Природный камень добывают практически на всех континентах. Пожалуй, от этого свободна только Антарктида, да и то исключительно по тем причинам, что месторождение там найти довольно трудно, а транспортировка обошлась бы слишком дорого. Камень – результат сложных процессов, происходящих , образование его продолжается много тысячелетий. Рисунок на камне столь же уникален, как отпечатки пальцев человека, и в мире не найдется даже двух одинаковых кусков гранита, не говоря уже о таких аристократах каменного мира, как яшма, малахит или мрамор.

В Европе признанный поставщик природного камня – Италия. Месторождения этой страны известны с древнейших времен, а творения итальянских зодчих и скульпторов – важная часть мирового культурного наследия. Именно в эту страну везут на обработку камни из других европейских стран, а разработанные итальянскими мастерами каменного дела технологии применяются и в Индии, и в Пакистане, и в России. Разумеется, в разных странах добывают разные каменные породы. Гранит – в Болгарии, Бразилии, Испании, Португалии. В России этим природным материалом особенно славятся Карелия и Кольский полуостров. Месторождения мрамора есть в России, Узбекистане, Италии, Греции и многих других странах Российский мрамор очень ценится на международном рынке благодаря богатой цветовой гамме. Из разных видов яшмы наиболее ценной считается египетская.

Разные виды натурального камня добывают на Урале – «каменный промысел» сложился там несколько столетий назад. В некоторых регионах, богатых природным камнем, месторождения не разрабатывают из-за малой доступности.

Технология добычи

Как же добывают натуральный камень? При добыче камня для строительства и отделки зданий необходимо сохранить горную породу как можно лучше. Природные минералы обладают разной твердостью, а соответственно, применяется разное оборудование. Добыча сводится к вскрытию месторождения с помощью вертикальной траншеи, которая идет внутрь карьера. Применяются буровзрывной способ, метод воздушной подушки и камнерезный. В первых двух случаях применяются специальные буры. Делается отверстие, в которое либо закладывается заряд, либо закачивается воздух. В результате монолит разламывается на крупные куски. Эти методы довольно дешевы, но ведут к большим потерям сырья. Наиболее эффективным способом, хотя и самым дорогим, считается камнерезный метод, позволяющий использовать сырье без больших потерь. . Переводчик