Что такое недра полезные ископаемые минеральные и топливно

Недра– верхняя часть земной коры, в пределах которой возможно геологическое изучение и освоение, в том числе и добыча полезных ископаемых.

Функции недр:

1) источник минерально-сырьевых и энергетических природных ресурсов;

2) места захоронения вредных веществ и отходов производства, сброс сточных вод;

3) особо охраняемые территории (памятники природы);

4) среда для возведения подземных сооружений (метро, бомбоубежища, подземные гаражи, магазины).

Главное богатство недр – полезные ископаемые – минеральные образования недр, химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно применять их в сфере материального производства; являются исчерпаемыми и невозобновимыми ресурсами.

Причины истощения полезных ископаемых:

1) неравномерное размещение;

2) рост добычи вследствие роста населения и потребностей;

3) потери полезных ископаемых при их добыче, транспортировке, обогащении (отделение полезных компонентов от пустой породы), использовании;

4) потери полезных ископаемых в результате отсутствия технологий по извлечению сопутствующих компонентов из горной породы.

Экологические последствия разработки недр:

1) изменение рельефа (отвалы, карьеры);

2) активация опасных геологических процессов (карсты, оползни), оседание и сдвиг горных пород;

3) химическое загрязнение и механическое нарушение почв;

4) загрязнение атмосферы пылью, выбросами метана, серы, оксидов углерода из горных выработок;

5) истощение водоносных горизонтов и ухудшение качества подземных и поверхностных вод;

6) нарушение мест обитания животных и произрастания растений.

Мероприятия по охране недр базируются на ресурсосбережении:

1) предотвращение потерь при добыче, транспортировке, использовании полезных ископаемых;

2) комплексное использование ресурсов, предусматривающее более полное извлечение сопутствующих компонентов при добыче полезных ископаемых;

3) постоянный и строгий контроль лицензионных соглашений, организация и ведение мониторинга;

4) использование безотходных и малоотходных технологий производства, вторичного сырья;

5) замена дефицитных металлов менее редкими материалами (пластмассой, стеклом, деревом, камнем).

ПОЧВЫ

Общая площадь поверхности суши 149 млн. км2 (29% поверхности Земли).

Земельные ресурсы (суша):

· сельскохозяйственные угодья (пашни 11% и луга и пастбища 26%);

· леса 28%;

· промышленные земли 3%;

· прочее: болота, вечная мерзлота, пустыни, ледники, горы.

Важнейшим компонентом земельных ресурсов является почва – рыхлый поверхностный слой земной коры, образовавшийся в результате длительного воздействия на литосферу воздуха, воды, растений и животных.

Функции почвы: а) основной источник получения продуктов питания для человека; б) среда произрастания растений и обитания животных; в) база социально-экономического развития любой страны, её национальное достояние и стратегический природный ресурс.

Важнейшее свойство почвы – плодородие– способность почвы обеспечить органическое и минеральное питание растений.

Экосистема почвы состоит из следующих компонентов: минеральные частицы (93% почвы), детрит (6%, — это мёртвое органическое вещество растений и животных, включая отходы их жизнедеятельности на разных стадиях разложения),

множество живых организмов.

В верхнем слое почвы находится гумус– остаток органического вещества после потребления детрита, то есть полностью разложившиеся органические остатки.

Причины, ведущие к снижению плодородия почвы или их утрате:

1) эрозия почвы; 2) обеднение почвенного покрова; 3) засоление и заболачивание 4) использование земель, пригодных под пашни, для создания объектов хозяйственной инфраструктуры; 5) зарастание площадей; 6) загрязнение почвы.

Эрозия (= разрушение):

ü водная (поверхностная (т.е. смыв), овражная (т.е. размыв), абразия (т.е. подмыв берегов);

ü ветровая (= дефляция);

ü антропогенная.

Загрязнения попадают в почву с атмосферными осадками и растительным опадом, осаждаются в виде пыли и аэрозолей, поглощаются самой почвой. Загрязняющие вещества: тяжёлые металлы, радиоактивные вещества, пестициды, нефтепродукты, механическое загрязнение.

Экологические последствия истощения почвы:

1) сокращение площади сельскохозяйственных угодий;

2) нарушение мест обитания почвенных организмов и условий произрастания растений.

Мероприятия по охране почв:

1) защита земель от эрозии (лесопосадки, посев трав…), заболачивания, засоления, загрязнения;

2) рекультивация нарушенных земель (восстановление плодородия);

3) снятие и сохранение плодородного слоя почвы с тем, чтобы использовать его для рекультивации земель или повышения плодородия малопродуктивных угодий;

4) установление особых режимов пользования для земельных участков, имеющих природоохранное и историко-культурное значение.

   Под недрами понимают верхнюю часть земной коры, в пределах которой осуществляется добыча полезных ископаемых.
   Недра Земли богаты полезными ископаемыми, которые издавна используются человеком. Полезными ископаемыми называют минеральные образования недр, химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно применять их в сфере материального производства. Длительные периоды человеческой истории называются в зависимости от того вида полезного ископаемого, который в то время находился в широком употреблении: каменный, бронзовый и железный века.
   До сих пор полезные ископаемые служат основой современного производства, обеспечивающей научно-технический прогресс общества. Извлеченные полезные ископаемые и продукты их переработки поставляют подавляющую часть энергии, 90% продукции тяжелой индустрии и около одной пятой всех предметов потребления.
    Полезные ископаемые, вовлеченные в сферу общественного производства, называют в настоящее время минеральным и топливно-энергетическим сырьем. Минеральные ресурсы подразделяются на горючие, металлические и неметаллические. Строго говоря, к минеральным ресурсам принадлежит и вода. Минеральные ресурсы относят к категории невозобновляемых природных ресурсов. Горючие ископаемые иногда считают восстановимыми ресурсами, поскольку в течение длительного геологического времени они способны возобновляться. Однако скорость их восстановления несоизмеримо мала по сравнению со скоростью их извлечения из недр и интенсивностью использования человеком.

     По физическим свойствам минеральное сырье бывает твердым (уголь, рудные и нерудные полезные ископаемые), жидким (нефть, минеральные воды), газообразным (горючие и инертные газы).

     Принято различать несколько групп минеральных ресурсов:
– Топливно-энергетические: нефть, природный газ, уголь, горючие сланцы, урановые руды;
– Металлические:
– рудные черные металлы: железные, марганцевые, хромовые, ; медные, свинцово-цинковые, никелевые, вольфрамовые, молибденовые, оловянные, сурьмяные руды, руды благородных металлов и т.д.
– цветные и редкие металлы: медь, свинец, цинк, никель и т.д.; алмазы и благородные металлы: золото, серебро, платиноиды;
– Неметаллические полезные ископаемые: апатиты, фосфориты, калийные и поваренные соли (их еще относят к горно-химическим полезным ископаемым), плавиковый шпат, слюда-мусковит, тальк, графит, барит, пьезооптическое сырье, драгоценные и поделочные камни;
– Природные строительные материалы – известняк, доломит, глины, песок, мрамор, гранит, яшма, агат, горный хрусталь, гранат, корунд, алмаз и т.д.;
– Гидроминеральные: пресные подземные и минеральные воды, промышленные и термальные воды глубоких структурных горизонтов.
– Горно-химическое сырье – апатиты, фосфориты, поваренная, калийная соль, сера, барит, бром и йодсодержащие растворы и т.д.
– Минеральные ресурсы океана – рудоносные жилы, пласты континентального шельфа и железомарганцевые конкреци на глубинах 3-6 км.
– Минеральные ресурсы морской воды – железо, свинец, уран, золото, натрий, хлор, бром, магний, поваренная соль, марганец.

Основные направления рационального использования и охраны недр.

     По прогнозам специалистов, при сохранении современных тенденций добычи, потребления и использования новых месторождений запасы их истощатся через 70—140 лет.
     Перспектива нехватки сырьевых ресурсов — реальная опасность для человечества, а энергетический голод не выдумка скептиков:
некоторые страны уже сейчас испытывают недостаток энергетических ресурсов.        Поэтому важнейшей проблемой становится охрана недр. Она достигается несколькими путями. Кроме поисков новых энергоносителей генеральным направлением следует считать охра ну минеральных и энергетических ресурсов от истощения и охрану недр в целом. Истощаются недра в результате потерь газов: метана, оксидов углерода, оксидов азота, соединений серы. Этот процесс инициирован добычей минерального сырья и сопровождает ее. Так, за год из недр Донбасса выделяется примерно 2,5 млрд. м метана при средней концентрации его в газовой смеси около 32%.
Значительные потери полезных ископаемых и ущерб окружающей среде происходят при разработке месторождений подземным способом. При этом угля теряется (остается в недрах) 20—45%, руд цветных и черных металлов — 15—25, горно-химического сырья — 20—60%. При открытом способе разработки полезных ископаемых потери снижаются в среднем до 12%. Исключительно открытым способом добываются стройматериалы (песок, глина, щебень, гравий) и россыпные ископаемые. Однако обратной стороной открытого способа разработки полезных ископаемых являются нарушения естественных природных ландшафтов. Например, при извлечении 1 млн. т угля шахтным способом отвалы занимают 8 га земли, а при открытом способе — 30 га и более.
     Чрезвычайно велики потери полезных ископаемых из-за несовершенства технологии извлечения. Сейчас доля извлеченной нефти по отношению к разведанным запасам составляет 50—60%. Потери попутного газа составляют 20 млрд. т в год, он сжигается в факелах. Часто в месторождениях полезных ископаемых кроме основного компонента содержится целый ряд попутных включений, и ценные компоненты могут оказаться в отвалах, представляя опасность как потенциальные источники загрязнения окружающей среды. Неполнота геохимической изученности месторождений также приводит к тому, что из месторождения не извлекаются полезные компоненты, о наличии которых долгое время даже не подозревали. Показательно в этом отношении месторождение хибинских апатитов, которые содержат комплекс ценных компонентов. Из добываемой руды извлекался лишь апатит, все остальное сбрасывалось в отвалы, где скопились миллионы тонн нефелина (это сотни тысяч тонн алюминия, соды и цемента), тысячи тонн сфена (это тысячи тонн титана), титано-магнезита и других компонентов (это стронций, ванадий и др.). В самом апатите из 33 элементов, входящих в его состав, используется пока лишь один фосфор. Ранее при разработке месторождений железной руды в отвалы шло ценное фосфорсодержащее сырье, так как не была разработана технология получения из отходов концентратов апатита, бадделеита, редких металлов и некоторых других полезных компонентов. 

Часть земной коры, расположенная ниже почвенного слоя и дна водоемов, простирающаяся до глубин, доступных для геологического изучения и освоения. Правовой режим НЕДР регламентируется горным законодательством. К НЕДРАМ относятся только природные объекты – сплошные породы, породы, находящиеся в жидком и парообразном состоянии, и имеющиеся между пород естественные пустоты.

ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ.

Полезные ископаемые – минеральные образования земной коры, которые могут эффективно использоваться в хозяйстве. Полезные ископаемые (минеральные ресурсы) формируются в ходе геологической истории под влиянием внешних и внутренних процессов.

Россия богата разнообразными полезными ископаемыми, что связанно с разнообразием тектонического строения территории страны.

Месторождения рудных полезных ископаемых (железная, алюминиевая руда, полиметаллические руды, медно-никелевые, апатито – нефелиновые руды и др.) как правило, приурочены к складчатым областям, либо к местам выхода кристаллического фундамента древних платформ. К фундаменту платформ относятся месторождения – железной руды Курской магнитной аномалии, железные, медно-никелевые, аппатито-нефелиновые руды Балтийского щита, полиметаллические руды Норильска, золото, редкие металлы, железная руда Алданского щита Сибирской платформы. К складчатым областям относятся железные и медно-никелевые руды Урала и Западного Саяна, полиметаллические руды Алтая и Забайкалья, олово, вольфрам и золото на Дальнем Востоке и в горах Северо-Восточной Сибири, свинец и цинк Приморского края и Северного Кавказа.

В осадочном чехле платформ, чаще всего встречаются осадочные полезные ископаемые, такие как нефть, природный газ, уголь, горючие сланцы и другие. Крупнейшие месторождения угля – Печорский, Подмосковный, Тунгусский, Ленский, Южно-Якутский, Канско-Ачинский и Кузнецкий бассейны. Нефть и газ разведаны – в Западной Сибири, между Волгой и Уралом, на равнинах Северного Кавказа и острове Сахалин.

Важное значение имеют месторождения алмазов в западной Якутии, калийных и поваренных солей в Поволжье, слюды в Восточной Сибири, а так же графита на Урале, в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке.

В стране значительны запасы торфа, горючих сланцев, строительных песков, известняков, мела и гипса.

По запасам многих полезных ископаемых Российская Федерация занимает ведущие места в мире, так 1 место по запасам природного газа и железной руды, 3 место по разведанным запасам угля и т.д. и развивает свою экономику почти полностью на собственных минерально-сырьевых ресурсах. Несмотря на это необходимо помнить, что полезные ископаемые, накопленные за долгую историю развития Земли – исчерпаемы и невозобновимы. Необходимо их бережное, рациональное использование. Для этого разрабатываются новые технологии, обеспечивающие минимальные потери при добыче и переработке, нужно извлекать из руды максимально все полезные компоненты, находящиеся в ней. Кроме этого – поиск и разработка новых месторождений.

МИНЕРАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ.

Полезные ископаемые в недрах Земли, запасы которых оценены по геологическим данным. Месторождения полезных ископаемых распределены в земной коре неравномерно.

Большинство видов минерального сырья представлено рудами, состоящими из минералов, т.е. неорганических веществ природного происхождения. Однако некоторые важные виды полезных ископаемых, в частности энергетическое сырье, имеют органическое происхождение. Их присоединяют к минеральному сырью условно.

Ценность отдельных видов минерального сырья определяется в зави-симости от области их применения, а также от того, насколько редко они встречаются.

Минеральное сырье, необходимое для обеспечения оборонной про-мышленности и бесперебойного функционирования ее сырьевой базы, ино-гда называют стратегическим. Среди импортируемых материалов важное место занимают хром, олово, цинк, вольфрам, иттрий, марганец, платина и платиноиды, а также бокситы.

ГОРЮЧИЕ ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ.

Уголь

Бoльшую часть энергии во всем мире получают за счет сжигания ископаемого топлива – угля, нефти и газа. В ядерной энергетике тепловыделяющие элементы промышленных реакторов на АЭС состоят из урановых топливных стержней.

Уголь является важным национальным природным ресурсом в первую очередь благодаря своей энергетической ценности. Среди ведущих мировых держав только Япония не располагает большими запасами угля. Хотя уголь – самый распространенный вид энергоресурсов, на нашей планете имеются обширные территории, где угольных месторождений нет. Угли различаются по теплотворной способности: она самая низкая у бурого угля и самая высокая у антрацита. Мировая добыча угля составляет 4,7 млрд. т в год (1995). Однако во всех странах в последние годы проявляется тенденция к снижению его добычи, поскольку он уступает место другим видам энергетического сырья – нефти и газу. В ряде стран добыча угля становится нерентабельной в связи с отработкой наиболее богатых и сравнительно неглубоко залегающих пластов. Многие старые шахты закрываются как убыточные. Первое место по добыче угля занимает Китай, за ним следуют США, Австралия и Россия. Значительное количество угля добывается в Германии, Польше, ЮАР, Индии, на Украине и в Казахстане.

Нефть и газ

Условия образования. Нефтегазоносные осадочные бассейны обычно связаны с определенными геологическими структурами. Практически все крупные залежи нефти приурочены к участкам земной коры, которые в течение длительного времени испытывали прогибание, в результате чего там накопились особенно мощные осадочные толщи.

Нефть и газ встречаются в породах разного возраста – от кембрийских до плиоценовых. Иногда нефть добывается и из докембрийских пород, однако считается, что ее проникновение в эти породы вторично. Наиболее древние залежи нефти, приуроченные к палеозойским породам, установлены главным образом на территории Северной Америки. Вероятно, это можно объяснить тем, что здесь наиболее интенсивные поиски проводились в породах именно этого возраста.

Бoльшая часть нефтяных месторождений рассредоточена по шести регионам мира и приурочена к внутриматериковым территориям и окраинам материков: 1) Персидский залив – Северная Африка; 2) Мексиканский залив – Карибское море (включая прибрежные районы Мексики, США, Колумбии, Венесуэлы и о.Тринидад); 3) острова Малайского архипелага и Новая Гвинея; 4) Западная Сибирь; 5) северная Аляска; 6) Северное море (главным образом норвежский и британский секторы); 7) о.Сахалин с прилегающими участками шельфа.

Мировые запасы нефти составляют более 132,7 млрд. т. Из них 74% приходится на Азию, в том числе Ближний Восток (более 66%). Наибольшими запасами нефти обладают: Саудовская Аравия, Россия, Ирак, ОАЭ, Кувейт, Иран, Венесуэла.

Объем мировой добычи нефти составляет ок. 3,1 млрд. т, т.е. почти 8,5 млн. т в сутки. Добыча ведется 95 странами, причем более 77% продукции сырой нефти приходится на долю 15 из них, включая Саудовскую Аравию (12,8%), США (10,4%), Россию (9,7%), Иран (5,8%), Мексику (4,8%), Китай (4,7%), Норвегию (4,4%), Венесуэлу (4,3%), Великобританию (4,1%), Объединенные Арабские Эмираты (3,4%), Кувейт (3,3%), Нигерию (3,2%), Канаду (2,8%), Индонезию (2,4%), Ирак (1,0%).

Классификация природных ресурсов

Под классификацией природных ресурсов понимается разделение со-вокупности предметов, объектов и явлений природной среды на группы по функционально значимым признакам. Учитывая природное происхождение ресурсов, а также их огромное экономическое значение, разработаны следующие классификации природных ресурсов.

1) С естественнонаучной точки зрения все ресурсы можно разбить на биосферу, литосферу, гидросферу и атмосферу.

2) Природная классификация базируется на принадлежности природных ресурсов к тем или иным сферам географической оболочки: минеральные, климатические, земельные, водные, биологические, ресурсы внутреннего строения тела.

3) Экологическая классификация природных ресурсов основана на их деление по принципу исчерпаемости и возобновимости. Понятием исчерпаемости пользуются при учете запасов природных ресурсов и объемов их возможного хозяйственного изъятия. Выделяют по данному признаку ресурсы:

• Неисчерпаемые – использование которых человеком не приводит к видимому истощению их запасов ныне или в обозримом будущем (солнечная энергия, внутриземное тепло, энергия воды, воздуха);

• Исчерпаемые невозобновимые – непрерывное использование которых может уменьшить их до уровня, при котором дальнейшая эксплуатация становится экономически нецелесообразной, при этом они неспособны к самовосстановлению за сроки, соизмеримые со сроками потребления (например, минеральные ресурсы);

• Исчерпаемые возобновимые – ресурсы, которым свойственна способность к восстановлению (через размножение или другие природные циклы), например, флора, фауна, водные ресурсы, В этой подгруппе выделяют ресурсы с крайне медленными темпами возобновления (плодородные земли, лесные ресурсы с высоким качеством древесины).

4) Экономическая классификация, когда природные ресурсы классифицируют на различные группы с точки зрения возможностей хозяйственного использования:

• По техническим возможностям эксплуатации выделяют природные ресурсы: реальные – используемые при данном уровне развития производительных сил; потенциальные – установленные на основе теоретических расчетов и предварительных работ и включающие помимо точно установленных технически доступных запасов еще и ту часть, которую в настоящее время нельзя освоить по техническим возможностям;

• По экономической целесообразности замены различают ресурсы за-менимые и незаменимые. Например, к заменимым относят топливно-энергетические ресурсы (они могут быть заменены другими источниками энергии). К незаменимым принадлежат ресурсы атмосферного воздуха, пресные воды и пр.

• Большую роль в развитии экономики играет степень изученности природных ресурсов: строение почвы, количество и структура полезных ископаемых, запасы древесины и ее ежегодный прирост и др. Среди природных ресурсов особую роль в жизни общества играет минеральное сырье, а степень обеспеченности природными ресурсами отражает экономический уровень государства. В зависимости от геологической изученности минерально-сырьевые ресурсы подразделяются на следующие категории: А – запасы, разведанные и изученные с предельной детальностью, точными границами залегания, и которые могут быть переданы в эксплуатацию. В – запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей выявление основных условий залегания, без точного отображения пространственного положения месторождения. C1 – запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей выяснение в общих чертах условий залегания. С2 – запасы, разведанные, изученные и оцененные предварительно по единичным пробам и об-разцам.

С точки зрения интенсивности добычи делятся на балансовые, эксплуатация которых целесообразна в данный момент, и забалансовые, эксплуатация которых нецелесообразна из-за низкого содержания полезного вещества, большой глубины залегания, особенностей условий работы, но которые в перспективе могут разрабатываться.

• 5) Классификация по направлению и видам хозяйственного использования. Основной критерий подразделения ресурсов в ней – отнесение их к различным секторам материального производства или непроизводственной сферы. По этому признаку природные ресурсы делятся на:

• Ресурсы промышленного производства (горючие полезные ископае-мые (нефть, газ, уголь, битуминозные сланцы и др.); гидроэнергоресурсы (энергия речных вод, приливная энергия и т.п.); источники биоэнергии (топливная древесина, биогаз из отходов сельского хозяйства); источники ядерной энергии – уран и радиоактивные элементы)

• Ресурсы сельскохозяйственного производства (агроклиматические ресурсы тепла и влаги, необходимые для продуцирования культурных растений и выпаса скота; почвенно-земельные, водные – воды, используемые для орошения; растительные биологические ресурсы – кормовые ресурсы).

6) Разрабатываются также частные классификации природных ресурсов, отражающие специфику их природных свойств и направлений хозяйственного использования. Примером такого рода служат различные мелиоративные классификации, группы рек по степени зарегулированности стока и др. Широко используется геолого-экономическая классификация полезных ископаемых по основным Направлениям их использования в промышленности:

топливно-энергетическое сырье (нефть, газ, уголь, уран и др.); черные, легирующие и тугоплавкие металлы (руды железа, марганца, хрома, никеля, кобальта, вольфрама и др.); благородные металлы (золото, серебро, платиноиды), химическое и агрономическое сырье (калийные соли, фосфориты, апатиты и др.); техническое сырье (алмазы, асбест, графит и др.).

В рыночных условиях хозяйства практический интерес приобретает классификация природных ресурсов, учитывающая, в частности, характер торговли природным сырьем. Например, можно выделить:

ресурсы, имеющие стратегическое значение, торговля которыми должна быть ограничена, поскольку ведет к подрыву оборонной мощи государства (урановая руда и др. радиоактивные вещества); ресурсы, имеющие широкое экспортное значение и обеспечивающие основной приток валютных поступлений (нефть, алмазы, золото и др.); ресурсы внутреннего рынка, имеющие, как правило, повсеместное распространение, например, минеральное сырье и др.

1   2   3   4