Какие горные породы и полезные ископаемые
Поле́зные ископа́емые — минеральные и органические образования земной коры, химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно использовать их в сфере материального производства (например, в качестве сырья
или топлива). Различают твёрдые, жидкие и газообразные полезные ископаемые.
Описание[править | править код]
Полезные ископаемые находятся в земной коре в виде скоплений различного характера (жил, штоков, пластов, гнёзд, россыпей и пр.).
Скопления полезных ископаемых образуют месторождения, а при больших площадях распространения — районы, провинции и бассейны.
Научные основы добычи полезных ископаемых разрабатывают горные инженеры.
Области науки и технологии о добыче полезных ископаемых:
- Горное дело
- Горные науки.
Виды полезных ископаемых[править | править код]
По назначению выделяют следующие виды полезных ископаемых:
- Горючие полезные ископаемые (нефть, природный газ, горючие сланцы, торф, уголь)
- Руды (руды чёрных, цветных и благородных металлов)
- Гидроминеральные (подземные минеральные и пресные воды)
- Нерудные полезные ископаемые — строительные материалы (известняк, песок, глина и др.), строительные камни (гранит) и пр.
- Камнесамоцветное сырьё (яшма, родонит, агат, оникс, халцедон, чароит, нефрит и др.) и драгоценные камни (алмаз, изумруд, рубин, сапфир).
- Горнохимическое сырьё (апатит, фосфаты, минеральные соли, барит, бораты и др.)
Последние три группы совместно могут рассматриваться как нерудные (неметаллические) полезные ископаемые[1][2].
Признаки полезных ископаемых[править | править код]
Отдельными примерами поисковых признаков полезных ископаемых, без разделения на прямые и косвенные, являются:
- Минералы — спутники рудных месторождений (для алмаза — пироп, для рудного золота — кварц и пирит, для платины нижнетагильского типа — хромистый железняк и пр.)
- Их присутствие в перенесённых обломках, валунах и т. п., попадающихся на склонах, в ложбинах, руслах водотоков и пр.
- Прямое наличие в горных обнажениях, выработках, керне
- Повышенное содержание их элементов-индикаторов в минеральных источниках
- Повышенное содержание их элементов-индикаторов в растительности
При разведке найденного месторождения закладывают шурфы, проходят канавы, разрезы, бурят скважины и др.
См. также[править | править код]
- Полезные ископаемые России
- Разубоживание
- Месторождение
Примечания[править | править код]
- ↑ Нерудные полезные ископаемые // Моршин — Никиш. — М. : Советская энциклопедия, 1974. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 17).
- ↑ Под редакцией Е. А. Козловского. Неметаллические полезные ископаемые // Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия (рус.). — 1984—1991. — статья из Горной энциклопедии. — М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984—1991.
Литература[править | править код]
- Смирнов B. И. Геология полезных ископаемых. — М.: Недра, 4-е изд., 1982. — 668 с.
- Смирнов В. И. Геологические основы поисков и разведок рудных месторождений. — М.: Изд-во Московского университета, 1954.
- Милютин А. Г. Геология и разведка месторождений полезных ископаемых: Учебн. пособие для вузов. — М.: Недра, 1989. — 296 с.
- Игнатов П. А., Старостин В. И. Геология полезных ископаемых. — М.: МГУ, 1997. — 304 с.
- Романович И. Ф., Кравцов А. И., Филиппов Д. П. Полезные ископаемые. — М.: Недра, 1982. — 384 с.
Ссылки[править | править код]
Кристалл — твёрдое тело, имеющее от природы форму правильного многогранника.
Минералы — природные вещества преимущественно кристаллического строения с разным составом, свойствами и внешними признаками.
Минералы различаются по таким признакам:
- цвет;
- твёрдость;
- блеск;
- прозрачность;
- плотность.
Минералы образовались и продолжают образовываться как в глубоких слоях земной коры, так и на её поверхности.
Людям известно около 3000 минералов. Большинство из них встречаются редко. К редким минералам относятся алмаз, самородная платина, самородное серебро, графит.
Широко распространённых минералов, из которых в основном состоят горные породы, всего несколько десятков. больше всего на Земле полевых шпатов, кварца, слюд.
цвета в названиях минералов
Интересные факты из мира минералов
Полевые шпаты
Полевыми эти минералы названы из-за их повсеместного распространения: у реки, в поле, в горах. Шпатами (от нем. «раскалываться») раньше называли минералы, способные раскалываться на
почти прямоугольные обломки с ровными поверхностями. Среди многочисленных представителей группы полевых шпатов наибольшее значение в качестве породообразующих минералов имеют
ортоклаз (чаще всего светло-розового цвета) и микроклин (обычно беловато-серого цвета). Они входят в состав
гранитов, сиенитов и других распространённых горных пород. Если расколоть ортоклаз, то угол между образовавшимися поверхностями будет равен 90°. Это свойство отражено и в названии
минерала, которое состоит из двух греческих слов: «ортос» — прямой и «клазис» — расщепление.
Кварц
Этот минерал знаком всем с детства. Если не кристаллы, то хотя бы крупинки его можно обнаружить повсюду: во многих горных породах (гранит), в почве (песок), на дороге и даже в домашней
пыли. Кварц достаточно твёрдый минерал. При сжатии в определённом направлении он электризуется, и это является едва ли не самым важным его свойством, которое сделало кварц незаменимым в
радиотехнике и электронике. Кварц имеет более 200 разновидностей.
Прежде всего это халцедон (к халцедонам также относят оникс и агат) — скрыто-кристаллическая разновидность кварца и опал —
некристаллическая разновидность кварца.
Кристаллическими разновидностями кварца являются горный хрусталь (бесцветный), аметист (фиолетовый), морион (чёрный),
раухтопаз (дымчатый), цитрин (жёлтый), авантюрин (с включениями минерала гематита) и др.
Лабрадор
Впервые этот необычный камень («огненный камень») обнаружили в конце XVIII века на полуострове Лабрадор у восточных берегов Северной Америки, где его носили как украшение эскимосские
вожди. В 1770 году его привезли в Европу и по месту находки назвали лабрадором. Лабрадор имеет потрясающий цвет: иссиня-чёрный камень при изменении угла зрения переливается малиновыми,
зелёными, лазурными оттенками. Этот удивительный эффект воспринимается как переливающееся сияние. Игра камня очаровала самое изысканное общество: лионские ткачи создали в его честь
переливчатый шёлк, а ювелиры изготавливали из лабрадора броши, вставки в кольца, табакерки.
Мусковит
Мусковит наиболее часто встречающаяся в природе разновидность слюды. В тонких пластинках это бесцветный минерал. В более крупных кристаллах в зависимости от примесей мусковит
приобретает серый, розоватый, желтоватый или зеленоватый оттенок. В давние времена мусковит вывозился в Европу под названием «московское стекло». В честь России, которая в ту пору
называлась Московией, минерал и получил своё название. Необыкновенный камень стоил дорого и, его использовали как оконное стекло для украшения лишь царских и боярских теремов.
Сейчас слюду применяют как электроизоляционный материал с ценными механическими и тепловыми качествами.
Гранаты — большое семейство минералов с очень широким спектром окраски: от жёлтого и зелёного до фиолетово-красного. Своё название минералы получили от латинского слова
«гранатус», что означает «зернистый». И на самом деле кристаллы гранатов похожи на зёрнышки одноимённого плода. Они имеют множество граней, количество которых может достигать до
72. Из граната делают не только ювелирные изделия. Из него изготавливают гранатовую бумагу и порошок, которыми шлифуют кожу, твёрдые породы дерева, зеркальные стёкла.
Графит
Название своё этот минерал получил от латинского слова «графо» — пишу. Этот чёрный мягкий минерал легко оставляет черту на бумаге. Благодаря этому свойству графит используют в
качестве грифеля в простых карандашах. Графит может образовываться из угля под воздействием высокой температуры и высокого давления при метаморфизме горных пород.
Кимберлиты являются одним из коренных источников алмазов. Названа так в честь города Кимберли в Южной Африке, где в 1871 году был найден алмаз весом 85 карат (16,7 г), что
вызвало Алмазную лихорадку. Примерно 3—4 % кимберлитов являются алмазоносными. Наиболее распространены алмазоносные кимберлиты на Сибирской (Якутия) и Африканской (Южная и
Центральная Африка) платформах
По условиям образования все горные породы делятся на три большие группы:
- метаморфические
- магматические
- осадочные
Горные породы — это природные тела, состоящие из одного и или нескольких минералов.
Земная кора — источник разнообразных полезных ископаемых.
Полезные ископаемые — горные породы и минералы, которые использует человек.
Магма образуется на глубине от 10 до 200 км. Её температура — более 1500°С.
Магма — это расплавленное вещество мантии или земной коры, насыщенное газами и парами воды.
Лава — это застывшая магма потерявшая газы.
Магматические породы состоят из кристаллов минералов. Чем быстрее застывает магма, тем кристаллы меньше. При очень быстром застывании магмы кристаллы не образуются.
С магматическими горными породами связано большинство месторождений руд различных металлов.
Кристаллы минералов в горной породе могут быть разного размера. Во многих породах их можно рассмотреть только под микроскопом.
Кристаллы минералов соединяются между собой с различной прочностью. Поэтому одни горные породы твёрдые и монолитные, другие — пористые и лёгкие, третьи — рыхлые и сыпучие. Плотные — достаточно прочные камни, например гранит, известняк, мрамор, гнейс,
базальт. Рыхлые — породы, которые рассыпаются или легко разламываются. Это глина, песок, торф,
мел. Состав минералов в горной породе и прочность их соединения зависят от условий, в которых данная порода образовалась.
Двигаясь к поверхности Земли, магма по пути внедряется в вышележащие слои и изливается на поверхность в виде лавы. При этом магма может застывать как на глубине, так и на поверхности Земли.
Даже на небольшой глубине давление горных пород настолько велико, что там не может существовать никаких пустот. Возникновение даже самой небольшой трещины приводит к тому, что магма устремляется
в эту трещину, силой своего давления раздвигает её стенки и продвигается вверх. В связи с этим породы, которые формируются из застывшей магмы, образуют тела самой разнообразной формы: в
виде гигантских капель, грибов, прожилок и т. д.
Самая распространённая глубинная магматическая горная порода — гранит. Он образуется на большой глубине, где застывание магмы
идёт долго. Цвет гранита изменяется в зависимости от цвета полевых шпатов, входящих в его состав.
Излившись на поверхность суши или дно океанов, лава очень быстро застывает. Из неё образуются излившиеся (вулканические) магматические горные породы, например базальты. Базальты имеют тёмно-серый или чёрный цвет и высокую плотность.
Осадочные горные породы образуются путём осаждения и накопления минералов на поверхности земной коры. Благодаря этому они часто имеют слоистое строение.
Осадочные горные породы обломочного происхождения — породы, образованные при разрушении различных горных пород. Сложены преимущественно обломками устойчивых к
выветриванию минералов и пород.
Осадочные породы — это большая часть строительных материалов — известняк,
песок,
галька,
щебень,
глина.
В осадочных горных породах встречаются все виды ископаемого топлива —
уголь,
нефть,
природный газ, горючие сланцы,
торф.
Обломочные породы состоят из обломков пород и минералов разного размера:
- крупные метровые обломки образуют глыбы и валуны;
- сантиметровые — щебень, гальку, гравий;
- миллиметровые частицы — песок.
Обломки разного размера могут соединяться, «склеиваться» между собой. Породы в этом случае становятся монолитными и твёрдыми. Так из песка образуется песчаник.
Глинистые породы содержат очень мелкие частицы, которые в сухом состоянии образуют пыль. Однако, если глинистые породы намочить водой, частицы крепко сцепляются
друг с другом и превращаются во влажную пластичную массу. Из некоторых глин можно лепить разнообразные изделия, которые обжигают, чтобы придать им твёрдость.
Осадочные горные породы органического происхождения — горные породы, образованные из остатков растений и животных, накопившихся на дне морей,
озёр, болот.
Из скелетов и панцырей животных образуются известняк и мел.
Из растительных остатков образуются — торф, уголь. Из остатков живых организмов образуются также
нефть и природный газ.
Из растительных остатков образуются — торф, уголь. Из остатков живых организмов образуются также
нефть и природный газ.
Образование торфа из отмирающей болотной растительности происходит весьма медленно. Слой торфа в один метр образуется примерно в течение 30 — 50 лет.
Весь процесс образования угля можно разделить на два основных этапа: формирование торфа и собственно процесс преобразования торфа в уголь. Для
процесса образования угля необходимо: высокое давление, высокая температура и большой промежуток времени.
Образование нефти — весьма длительный процесс, занявший, по различным оценкам, от 50 до 350 млн лет. Живые организмы после смерти опускались на дно древних морей и заливов и покрывались илом, песком и слоями
последующих отложений. Эти отложения постепенно уплотнялись, обезвоживались и опускались все ниже. При этом давление и температура в этих отложениях увеличивались. Под воздействием анаэробных
бактерий (то есть бактерий, способных жить без доступа кислорода), из органического вещества стали образовываться углеводороды, собиравшиеся в маленькие маслянистые капельки.
Осадочные горные породы химического происхождения — горные породы, образованные из химических веществ, выпавших из воды на дно водоёмов.
метаморфические горные породы
Оказавшись на большой глубине, осадочные и магматические горные породы подвергаются воздействию высокого давления и температур,
растворов и газов, которые изменяют их свойства и строение.
Такая магматическая горная порода, как гранит, при метаморфозме превращается в гнейс. Гнейс отличается от гранита тем, что у него
кристаллы минералов ориентированы параллельно друг другу, за счёт чего порода выглядит полосатой.
Такая осадочная горная порода, как глина, в результате метаморфизма преобразуется в глинистый сланец. В отличие от глины сланец —
твёрдая слоистая порода, которая непластична и не размокает в воде.
Из известняка получается мрамор. Известняк — осадочная порода, состоящая из раковин микроскопических организмов. Мрамор — порода метаморфическая, кристаллическая, не содержащая никаких окаменевших раковин.
Кварцит — зернистая метаморфическая порода, которая образуется при метаморфизме из кварцевых песчаников.
В развитии человеческого общества непреходящее значение имеют горное дело и сельское хозяйство, являющиеся источниками естественного сырья. Комплекс технологических процессов по его переработке направлен на приспособление природных богатств к потребностям человека.
Природные химические соединения встречаются в земной коре (литосфере) в виде образований (минералов), приблизительно однородных по своему составу, внутреннему строению и физическим свойствам. Подавляющее число минералов – твердые кристаллические вещества.
Горными породами называют естественные минеральные агрегаты более или менее постоянного состава и строения, слагающие литосферу в виде самостоятельных геологических тел. Горные породы состоят из одного (например, толща гипса, каменной соли) или нескольких минералов.
По происхождению горные породы подразделяют на магматические, или изверженные (гранит, диорит, базальт и др.), осадочные (известняк, глины, пески, песчаники и др.) и метаморфические (гнейс, кристаллические сланцы, мрамор и др.).
Магматические горные породы возникают при остывании и отвердении магмы и лавы; осадочные образуются посредством накопления (осаждения) продуктов разрушения земной коры на дне водоемов и водотоков; метаморфические представляют собой глубоко измененные осадочные и магматические породы под влиянием высоких давлений и температур.
Природные минеральные вещества, которые могут быть использованы человеком для его нужд, называют полезными ископаемыми (минеральным сырьем). Породы, имеющие полезные ископаемые, заключенные в их толще в виде прослоев, прожилков и не используемые в народном хозяйстве, считают пустыми породами.
Полезные ископаемые бывают газообразными (природный газ), жидкими (нефть) и твердыми. Настоящая дисциплина рассматривает только вопросы добычи твердых полезных ископаемых.
Различают полезные ископаемые: металлические (рудные) – сырье для производства черных, цветных, благородных, редких и радиоактивных металлов; неметаллические –сырье для металлургической (доломит, магнезит и др.), химической (сера, бор, фосфориты и др.) и других отраслей промышленности; горючие (уголь, горючие сланцы, торф и др.); строительные горные породы (граниты, мраморы, гравий, глины и др.).
Совокупность свойств, определяющих степень пригодности и экономической эффективности использования, называют качеством полезного ископаемого. Одни качественные свойства относят к полезным (например, теплоту сгорания угля, содержание извлекаемых металлов для руд), другие – к вредным, (например, зольность угля, высокую влажность, содержание примесей, затрудняющих плавку руд).
Естественные скопления полезных ископаемых в земной коре называют месторождениями. Месторождение будет промышленным, если его разработка целесообразна в данных экономических и географических условиях при современном уровне техники и технологии. В противном случае его считают непромышленным.
Массу или объём минерального сырья, заключенного в недрах на определенной площади, считают запасами полезных ископаемых. По народнохозяйственному значению выделяют запасы: балансовые, использование которых экономически целесообразно, и забалансовые, которые могут явиться объектом промышленного освоения, но использовать их в настоящее время экономически невыгодно. К промышленным относят часть балансовых запасов, за исключением проектных потерь. Проектные потери – это часть балансовых запасов, проектируемая к безвозвратному оставлению в недрах. Уровень развития и экономический потенциал государства зависят от производства и потребления минерального сырья.
По расчетам экономистов, среди природных ресурсов, используемых для удовлетворения потребностей общества, минеральные вещества составляют 80 %, а потребляемую энергию производят на 90 % за счет тепла, получаемого при сгорании полезных ископаемых: нефти, газа, угля, торфа. Достаточная обеспеченность общественного хозяйства минерально-сырьевыми ресурсами – непременное условие высоких темпов его развития и национальной безопасности государства.