Как образовывались полезные ископаемые на равнинах

Бóльшая часть всех химических элементов, в том числе и очень ценных, рассеяна в горных породах. Лишь очень незначительная часть их сосредоточена в месторождениях полезных ископаемых. Но хотя содержание элементов в горных породах низкое, их общее количество в земных недрах грандиозно.

Все полезные ископаемые по условиям их образования разделяются на глубинные и поверхностные. Глубинные месторождения называются эндогенными (от греческих слов «edo» — внутри, «geos» — происхождение), а поверхностные — экзогенными (греч. «ехо»— снаружи).

Глубинные, или эндогенные, месторождения формируются в результате внедрения в земную кору раскаленных подземных расплавов, или магм, и их застывания. Магма по трещинам проникает в горные породы. При этом только незначительная часть магмы в вулканах достигает поверхности Земли, образуя потоки лавы и скопления вулканического пепла. Большее количество магмы не доходит до земной поверхности и застывает на глубине, образуя глубинные кристаллические магматические породы, такие как гранит. Застывшие на глубине и на поверхности Земли магматические породы широко используют в качестве природных каменных строительных материалов.

Благодаря различию физических и химических свойств элементов в процессе остывания магматических расплавов в недрах Земли происходит их разделение и образуются скопления части химических элементов.

При остывании так называемых основных магм, содержащих в своем составе не более 50% окиси кремния, процесс разделения веществ в них идет подобно выплавке чугуна в домнах. При этом в скоплениях магмы, застывающих на глубине, кверху всплывают легкие породы, а на дно магматического резервуара опускаются тяжелые минералы. Эти тяжелые минералы образуют рудные магматические месторождения. Наиболее значительные из них – месторождения железа и титана, хрома и платины, меди и никеля. Близки к ним по своему происхождению и месторождения алмазов в кимберлитовых трубках Сибири и Южной Африки, но для их образования, кроме высокой температуры, необходимо огромное давление.

Совершенно иначе обособляются ценные минералы при застывании так называемых кислых магм, содержащих более 50% окиси кремния. В этих магмах повышенное содержание различных газов, в том числе паров воды. Газы растворяют многие химические соединения, особенно металлические, и не дают им выпадать в осадок на ранних стадиях остывания магмы. Поэтому условия для их концентрации создаются в самых поздних, не успевших полностью отвердеть остатках магматических расплавов. Часть таких остаточных расплавов магмы, насыщенных горячими газами и растворенными в них ценными элементами, внедряется по трещинам в горные породы и, остывая, образует так называемые пегматитовые жилы. Они состоят из кварца и полевого шпата, а иногда содержат накопления слюды, драгоценных камней (топаз, аквамарин и др.), минералов бериллия и лития, олова, вольфрама, урана.

Магматические газы с растворенными в них ценными соединениями не только накапливаются в остаточных очагах магмы, но также могут просачиваться через уже отвердевшие стенки. Так они проникают в окружающий остывающий магматический очаг породы. При этом между фильтрующимися раскаленными газами и окружающей породой могут возникнуть химические реакции. Особенно бурно они протекают между горячими магматическими газами и известковыми породами. В ходе таких реакций по периферии массивов остывающих магматических пород, в зоне соприкосновения их с известняками, возникают так называемые скарны. Они состоят из минералов, в состав которых входит известь, кремний и алюминий. Кроме того, в скарнах часто накапливаются минералы железа, меди, свинца, цинка, вольфрама, бора.

Но не все магматические газы реагируют на глубине с горными породами. Большая их часть вследствие высокого давления устремляется по трещинам и порам горных пород вверх, к поверхности Земли. При этом минерализованные пары постепенно охлаждаются, сжижаются и превращаются в горячие минеральные воды — гидротермы. Они продолжают подниматься по пористым водопроницаемым горным породам. По мере дальнейшего охлаждения горячих минеральных вод растворенные в них соединения ценных и других элементов выпадают в осадок. Заполняя трещины горных пород, они образуют жилы полезных ископаемых. Часть элементов гидротерм вступает в реакцию с минералами горных пород и отлагается, формируя залежи полезных ископаемых, замещающие эти горные породы. Такие месторождения, образованные отложениями горячих минеральных вод в недрах Земли, называются гидротермальными. С этой очень важной группой эндогенных месторождений полезных ископаемых связаны большие количества руд меди, свинца, цинка, олова, вольфрама и других ценных элементов.

Экзогенные месторождения образуются под действием геологических процессов у поверхности Земли. Они формируются в ходе длительных изменений горных пород по мере их перемещения из недр к поверхности Земли. Такие медленные или внезапные катастрофические подъемы отдельных участков земной коры происходили во все геологические эпохи и продолжаются в наши дни. У поверхности Земли горные породы под действием колебаний температуры и водных потоков механически разрушаются на мелкие и мельчайшие обломки. Под влиянием воды, кислорода и углекислоты они химически разлагаются, меняя свой состав. Продукты такого разрушения уносятся водными потоками в реки и, оседая на их дне, образуют хорошо известные речные месторождения гравия, песков и глин. При этом некоторые химически стойкие, неокисляющиеся, твердые и тяжелые минералы накапливаются в нижней донной части речных отложений, образуя россыпи. В россыпях могут концентрироваться только тяжелые минералы с удельным весом более 3. Поэтому именно в виде россыпей известны месторождения золота, платины, оловянного камня, вольфрамита и т. д.

Значительная часть минеральной массы, находящейся в речной воде в виде ила или в растворенном состоянии, выносится в моря и океаны. Масштабы такого выноса огромны. Так, Волга за год выносит в Каспийское море 25,5 миллионов тонн взвешенного в воде материала, Амударья в Аральское море — 215 миллионов тонн, Амазонка в Атлантический океан — около 1000 миллионов тонн. В океанах и морях минеральные вещества осаждаются и накапливаются на дне. Эти минеральные вещества поступают с континентов, под влиянием силы тяжести, в результате химического воздействия соленой морской воды или в связи с жизнедеятельностью морских организмов. Так создаются толщи пород осадочного происхождения, среди которых находятся пласты осадочных полезных ископаемых. Кроме таких общеизвестных осадочных пород, как пески, глины, известняки, распространены месторождения руд железа, марганца, алюминия, фосфоритов, угля и нефти.

На поверхности Земли образуются месторождения полезных ископаемых также в результате растворения и выноса части вещества грунтовыми водами, причем в остатке накапливаются трудно растворимые ценные минеральные соединения. Например, в породе, состоящей из соединений кальция и алюминия, кальциевые минералы могут растворяться и удаляться с водой, а в остатке накопятся соединения алюминия — бокситы — ценная руда для производства этого металла. Такие месторождения называются остаточными. Среди них, помимо бокситов, известны залежи железной руды, никелевой руды, фосфорных соединений.

Часть растворенного вещества может снова отложиться под землей из грунтовых вод, при их проникновении по проницаемым породам. Возникающие при этом месторождения так и называются инфильтрационными. Среди инфильтрационных известны месторождения никеля, меди, золота, урана.

Если горные породы и заключенные среди них месторождения полезных ископаемых погружаются в глубь Земли, на них действует давление залегающих на них толщ и внутренний жар Земли. Под их влиянием горные породы и полезные ископаемые изменяются, преобразуются в метаморфические, такие, как гнейс или кристаллический сланец. При этом могут возникнуть метаморфические месторождения полезных ископаемых («метаморфоза» — изменение). К ним относятся как ранее существовавшие, но подвергшиеся интенсивному изменению тела, так и возникшие вновь из-за метаморфизма. К таким принадлежат, например, месторождения мрамора, кровельных сланцев, слюды, графита, гранатов.

Восточно-Европейская или Русская равнина расположена недалеко от Уральских гор, достигая северной границы. А на юге она доходит до гор Кавказа. Это одна из крупнейших равнин в мире, уступает только Амазонской. Низменность образовалась во время движения Балтийского и Украинского щитов, благодаря чему платформа опустилась ниже. Здесь есть большие залежи железных руд, цветных металлов, нефти, газа, угля и драгоценностей.

Формирование полезных ископаемых Восточно-Европейской равнины

Рельеф и геологическое строение Восточно-Европейской равнины достаточно своеобразны. Фундамент залегает под большим скоплением осадочных пород. Формирование их началось еще во времена палеозоя. Он представлен палеозойскими породами, глиной, песчаниками. Геологи предполагают, что возраст равнины достигает миллиарда лет. Долгое время здесь находилась территория субтропических лесов, озер с разнообразной фауной.

На протяжении веков плита постепенно опускалась, органические отложения оказались законсервированы под осадочными породами. Благодаря этому, в результате воздействия повышенной температуры и давления, образовались нефть и газ. Все полезные ископаемые Восточно-Европейской равнины можно разделить на поверхностные и глубинные. Они образовались в процессе осаждения или выхода магматических слоев на поверхность.

Курская магнитная аномалия

Курская аномалия – это место, где основание платформы не покрыто осадочными породами, что дает доступ к недрам земли. Наиболее распространенное ископаемое этой территории – железный кварцит. В его состав входит кварцит, гематит и магнетит, что дает возможность добывать черные металлы из руды. Они выглядят как черно-серые камни, с ярко выраженным переходом, что говорит об осадочном происхождении ископаемого. Содержание железа в железном кварците может достигать 70%, но чаще всего это 20-30%. Здесь встречается очень редкая комбинация кварцита, где железняк переслаивается с яшмовыми породами, что делает цвет руды более ярким.

На этой территории найдено 14 месторождений полезных ископаемых, разрабатываются они на рудниках:

• Михайловском;
• Коробковском;
• Стойло-Лебединском;
• Стойленском;
• Лебединском.

Руда, которую добывают на территории Курской аномалии, богата не только металлами, но и сульфидами и силикатами, магнием и алюминием. Железный кварцит, имеющий в составе маленькое количество металлов, также добывается, используется как щебень.

Эта местность получила свое название, из-за необычного поведения стрелки компаса, что впервые заметил ученый П.Б. Иноходцев. На протяжении 100 лет профессора исследовали эту местность, пытаясь объяснить странности. Причиной стали огромные залежи магнетита и железной руды. Сейчас в здесь добывается более 50% железа всей страны, равнина имеет не только государственное, но и мировое значение.

Вблизи рудников и карьеров, где добывают полезные ископаемые Восточно-Европейской равнины, расположилось одно из крупнейших металлургических предприятий России – Лебединский горно-обогатительный. Сырье для производства добывается здесь открытым способом. Огромные карьеры занимают почти 300 кв. километров, а глубина достигает 600 метров. Эта местность занесена в Книгу рекордов Гиннесса, как самый богатый железно-рудный край.

В 1993 году здесь произошел взрыв, который забрал с собой 12 человек. Еще 8 получили тяжелые травмы, работа рудника была приостановлена, для разбирательства ситуации. ЧП случилось по причине неправильного хранения взрывчатки.

На Лебединских рудниках можно найти не только железные руды, но и залежи тяжелых металлов, цинка, кобальта, никеля, олова, марганца, церия и ванадия.

Печорский бассейн

Восточно-Европейская равнина богата не только металлическими рудами, но и залежами каменного угля, что связано с осадочным чехлом плиты. Самый большой запас этого полезного ископаемого находится в Печорском бассейне. Аналитики указывают приблизительный объем угля, который можно получить на этой области – это 350 миллиардов тонн. Ископаемые добываются шахтным способом, что обусловлено их глубоким залеганием под пластами осадочных пород.

На территории добывают два вида угля:

• коксующийся уголь;
• антрацит.

Первый имеет техническую ценность, используется для получения кокса, который применяют как топливо, во время выплавки чугуна. Антрацит – это самый качественный уголь, он отличается блестящим черным цветом. Россия стоит на первом месте по запасам этого минерала, но по уровню добычи всего на пятом в мире. Лидерство принадлежит Китаю. Используется он для технических и бытовых целей, как топливо.

Также, он применяется для производства микрофонного порошка, электродов, электрокорунда, адсорбентов. Его горение воспроизводит очень много тепла, поэтому его добавляют к горючим смесям в доменных печах, ведь антрацит имеет большой топливно-энергетический коэффициент.

Из-за комплексного нарушения особенностей геологического строения, большого количества ядовитых испарений и смога, эта область имеет достаточно острую экологическую ситуацию. Себестоимость добычи угля очень высока, поэтому многие предприятия уже закрылись. Тем более, люди пытаются уехать отсюда из-за снижения качества жизни, увеличения концентрации углекислого газа в воздухе, вредных газов и пыли.

Экология страдает из-за больших скоплений терриконов – шлака, который образуется в процессе разработки шахт. Он не имеет ценности, а его утилизация слишком дорога, поэтому на предприятиях бесполезный шлак ссыпают на равнинах. Главная проблема в том, что с ветром мелкие частицы разносятся по всей территории, ухудшая экологическую ситуацию.

Нефти-газоносные районы Восточно-Европейской равнины

Ввиду особенного тектонического строения Русской равнины, здесь можно найти источники природного газа и нефти. Самые перспективные Волго-Уральская и Тимано-Печорская нефтегазоносные провинции.

Волго-Уральская нефтегазоносная долина

Провинция занимает краевую часть Восточно-Европейской низменности. Сейчас на ее территории находятся 1050 месторождений полезных ископаемых, которые активно разрабатываются. Продуктивные залежи находятся на глубине 0,5-5 километров.

Здесь добываются несколько видов ископаемых:

1. Нефть:
   1. парафиновая;
   2. сернистая;
   3. смолистая;
2. Газ:
   1. метановый;
   2. сернистый;
   3. с низким содержанием азота.

Сегодня залежи достаточно обширны, но постоянная выработка приводит не только к истощению запасов, но и к снижению качества сырья.

Тимано-Печорская нефтегазоносная долина

Она находится на территории республики Коми и Ненецком округе, ограничена подножьем Уральских гор и Тиманским кряжем. Для этой провинции характерно наличие нефти высокого качества:

• малосернистая;
• среднесернистая;
• парафиновая;
• малосмолистые.

Залежи нефти и газа этой провинции имеют органическое происхождение, что объясняется типом геологической структуры. Сырье образовалось в результате разложения трупной ткани и растительности, в условиях высокого давления. Здесь были построены предприятия, а вблизи разработки месторождений начали строиться города. Для транспортировки сырья был проложен газопровод и железная дорога. В месторождениях газа больше свободных метановых газов, но есть и попутные – углеродно-азотного состава.

Прикаспийская низменность

Одно из самых красивых и загадочных мест Восточно-Европейской равнины – черные земли. Она лежит ниже уровня Мирового океана на 30 метров. На этой территории недостаточно воды, поэтому летом здесь бушуют песчаные бури. Растительный и животный мир достаточно бедный. Но количество полезных ископаемых Восточно-Европейской равнины поражает. Прикаспийская низменность очень важна для экономики России, ведь там добывают соль, нефть, золото, платину. Здесь есть залежи редких минералов и металлов:

• индий;
• скандий;
• рений;
• галлий;
• уран.

Большинство лугов приспособлены под пастбище скота. Соль добывают открытым образом, возле берегов озер Баскунчаки и Эльтон. Она составляет 98% всех отложений на берегах. Наличие там полезных ископаемых объясняется солеными подземными водами. На склонах вода испаряется, оставляя большие пласты снежно-белого покрытия. Соль здесь имеет наивысшее качество в мире. В летнее время озеро Баскунчак полностью усыхает, превращаясь в пустыню, покрытую солью и песком. Считается, что в этом месте нескончаемые ресурсы ископаемого. Здесь же, на Баскунчакском месторождении, находится крупнейшее месторождение гипса, есть большие залежи песка и глины.

Экологическая проблема Восточно-Европейской равнины

Сегодня экологическая ситуация Восточно-Европейской равнины не стабильна. Геологов интересует разорение пластов полезных ископаемых, вопрос рационализации производства и сохранения нормальной биосистемы этой местности. В результате работ на рудниках, могут исчезнуть редкие виды растений и животных. Производство приводит к образованию токсической пыли, песчаных бурь, нарушению типа геологического строения равнины. От этого страдают не только животные, но и люди. Многие решили поменять место жительства, из-за отрицательной экологической ситуации. Несмотря на огромные залежи бурых железняков, угля и нефти, их запасы стремительно уменьшаются, что ведет к истощению пород Русской равнины.

В жаркие и засушливые периоды некоторые водоемы пересыхают, не только соленые, но и пресные. От этого страдают животные, которые живут на этой территории. Это следствие нарушения гармонии в природе и нарушению экосистемы.