Соединенные штаты америки полезные ископаемые уголь
Соединенные Штаты Америки – это страна с большим ресурсным потенциалом. Геологическая структура материка предрасполагает к образованию крупных месторождений сырья любого происхождения. Полезные ископаемые США распространены в больших количествах, но основными являются нефть, уголь, медь, уран.
Краткая характеристика минерально-сырьевой базы
Территория Соединенных Штатов Америки богата рудами черных и цветных металлов. Есть месторождения урана, железа, титана, ванадия, берилла, вольфрама, лития, ртути, свинца и меди. В стране добывают и бокситы – сырье для получения алюминия. Встречаются драгоценные металлы: золото, серебро, платина.
Полезные ископаемые США: таблица.
| Ресурс | Расположение | Запасы | Процентная доля в мире |
| Железная руда | Миннесота Висконсин Мичиган | 25 млрд. тонн | 6,8% |
| Каменный уголь | Иллинойс Аппалачи | 980 млрд. тонн | 22,7% |
| Бурый уголь | Монтана Вайоминг Иллинойс Кентукки Западная Вирджиния Юта Аризона Луизиана. | ||
| Нефть | Техас Аляска Калифорния Мексиканский залив | 2,7 млрд. тонн | 2,4% |
| Природный газ | Техас Аляска Калифорния | 5,9 трлн. м3 | 3,3% |
| Уран | Колорадо | 111 тыс. тонн | 5,1% |
| Медь | Аризона Монтана Юта Мичиган | 115 млн. тонн | 12,8% |
| Цинк | Теннесси Долина Миссисипи | 48,7 млн. тонн | 10,3% |
| Золото | Калифорния Невада Аризона Юта Айдахо | 9,1 тыс. тонн | 10,4% |
Страна является лидером по запасам топливных полезных ископаемых и минеральных ресурсов. Большое количество полезных ископаемых США экспортируется за рубеж, такие как нефть, уголь, поделочные и драгоценные камни, а также уран.
Ископаемые по территории Америки распределены не равномерно. В районах равнин больше ресурсов осадочного типа. В окрестностях горной складчатости – вулканического.
Железные руды
Запасы железных руд в США достаточно обширны. Одним из самых крупных в мире считается железорудный бассейн в районе озера Верхнее. Он простилается на 600 километров и захватывает три штата – Миннесота, Висконсин и Мичиган. Там находится 6 крупнейших месторождений, названия которых соответствуют районам:
- Вермильон
- Месаби;
- Куюна;
- Гогибик;
- Меномини;
- Маркетт.
Огромные залежи американских железных руд были открыты еще в 19 веке – 1844 год. В 1854 году началась их промышленная разработка, и запасы до сих пор не иссякли. Отличается эта местность и качественным сырьем. Содержание железа в руде достигает 60%. Превалируют магнетитовые кварциты (25-35%Fe) и гематит (40-60%Fe).Сейчас наибольшее количество железной руды высокого качества добывается в районе Месаби. Ежегодно он обеспечивает 80% железорудного сырья, от всей выработки крупнейшего бассейна в США.
Добыча железной руды в США ведется открытым и закрытым образом, ведь глубина ее залегания разная. Она варьируется от 10 до 500 метров. На территории этого района находится и самое крупное железорудное месторождение в мире – Hull-Rust-Mahoning Open Pit Iron Mine. Ежегодно здесь добывается до 8,5 миллионов тон чистого сырья. Он даже входит в реестр национальных исторических памятников и функционирует с 1893 года.
Урановые руды
Плато Колорадо является одним из крупнейших мест залегания урано-ванадиевых руд. Сейчас эти металлы очень важны для металлургической промышленности, что повысило интенсивность выработки металлических полезных ископаемых в США. Там насчитывается более 2 тысяч месторождений, некоторые из них были открыты еще в 1898 году. Самыми крупными и важными для промышленной выработки черных металлов считаются:
- Маунт-Тейлор;
- Амброзия-Лейк;
- Моньюмент-Валли;
- Юрван;
- Норт-Алика;
- Ми-Вида;
- Уайт-Каньон.
Запасы руд в США на территории плато Колорадо оценены в 70 тысяч тонн, по данным геологической разведке, ее потенциал намного выше. Количество прогнозированных ресурсов исчисляется в 1 миллион тонн. Руда здесь представлена минералами карнотит и тюямунит, содержащими до 5% урана.
Месторождения на плато Колорадо обеспечивают 88% урановых руд от выработки в США. Его можно считать уникальным, из-за чистоты и качества сырья.
Медь
На территории Соединенных Штатов Америки добывается 12,7% медных ресурсов всего мира. Наибольшее количество этого сырья производят в штате Аризона. Главными медерудными районами считаются – Джером, Ахо, Бисби, Глобус-Майами, Белый Меса. Огромную роль в цветной металлургии США играет месторождение Моренси, запасы которого оцениваются в 832 миллионов тонн.
Самым известным в мире является месторождение Бингхем-Каньон, с ресурсным потенциалом в 637 миллионов тонн. Но после мощного оползня в 2013 году, он приостановил работу из-за огромных разрушений и проблем с экологией. Примечательно и то, что здесь, во время обработки сырья, выделяли палладий (150 – 200 кг в год). Это очень редкий металл, который высоко ценится в металлургической промышленности.
Также на месторождениях меди в Америке добывают и соединения золота. Они образуются в результате обогащения руды на фабриках, но имеют промышленную ценность. Основной объем меди добывается на 17 рудниках 5 штатов. Они обеспечивают 99% добытого сырья в стране. США занимает 5 место по добыче этого цветного металла в мире.
Золото
Несмотря на то, что золото получают и на медных рудниках, в стране есть и отдельные месторождения драгоценных металлов. По его добыче США входит в тройку лидирующих государств. Первые месторождения были открыты еще в 1779 году на Аляске. Самые большие залежи находятся в штате Невада. Промышленную ценность представляют районы:
- Карлин;
- Серовато-Коричнева шахта;
- Золотой прииск;
- Шахта золотого руна;
- Робинсон.
На территории страны легально добывают золото и туристы. В Калифорнии и Аляске есть небольшие месторождения рассыпного золота, которые не имеют промышленной ценности. Но они привлекают старателей, которые пытаются обогатиться или развлечься с помощью ценных находок. Раньше на этой территории возникали даже явления золотой лихорадки.
Драгоценные камни
Больше всего изумрудов было найдено в Северной Каролине. Сапфиры добывают в штате Монтана. Найдено и большое количество бериллов, топазов, лунного камня, и аквамаринов. В Аризоне драгоценные камни добываются уже более 1000 лет. Самой первой была бирюза – камень сине-зеленого цвета. Она стала мировым центром по производству этого минерала высокого качества. Также он получил государственное значение в 1974 году. Также в Аризоне находят большое количество аметистов, в шахте Четырех Пиков (Four Peaks).
В Аризоне есть редкий вид драгоценных камней, которые называются муравьиные гранаты. Это темно-красные камни небольшого размера, добываемые муравьями. Они затаскивают их в муравейники вместе со строительными материалами.
Штат Орегон славится орегонскими солнечными камнями. Это редкий вид чистого опала, имеющий ярко-желтую окраску. Месторождения в США этих камней считаются уникальными и занесены в реестр природного достояния. Она образуется благодаря высокому содержанию меди в кварцитах. Из-за этого во время попадания под прямые солнечные лучи, он отражает вспышки света, что делает камень уникальным. Калифорнийский минеральный потенциал несколько ниже. Больше всего здесь добывается турмалинов и поделочных камней (яшма, бенитоит, опал).
Юта отличилась тем, что это единственное место в мире, где можно обнаружить камень Тиффани, или «пурпурная страсть». Он имеет пеструю розовую и фиолетовую окраску, легко обрабатывается и отлично подходит для создания ювелирных украшений. Самый важный камень Арканзаса – «горный хрусталь» или кварцит. Внимание привлекает его чистота, поэтому кварциты из месторождений США востребованы во всем мире. Невада известна обсидианом – вулканическим стеклом черного цвета.
Углеводородные полезные ископаемые
Добыча нефтяных ресурсов на территории страны началась еще 300 лет назад. Больше всего месторождений углеводородов находится на территории Техаса, Аляски и Калифорнии. Распространена в Америке легкая и сланцевая нефть. Самые старые месторождения в США – Мидуай-Сет (1894 год), Ист-Тексас (1930 год) и Баккеноская формация (1953 год). Первое расположено в штате Калифорния и его запасы оцениваются в 410 миллионов тонн нефти. Ежегодно Мидуэй-Сет обеспечивает стране выработку в 72 миллионов тонн углеводородов высокого качества.
Формация Баккен – один из самых крупных источников топливных ископаемых в США. Это источник легкой нефти – содержащей минимальное количество примесей. Здесь применяются технологии наклонного бурения и гидроразрыва пласта, что, в отличие от горизонтального бурения, приносит большие масштабы выработок. Месторождение Ист-Тексас является одним из самых крупных, и лидером по объемам ежегодной добычи углеводородов.
По количеству геологических запасов нефти лидируют месторождения на Аляске. Главным считается Прадахо-Бей, которое было открыто в 1963 году. Его потенциал оценивается в 3,1 млрд тонн нефти и 730 млрд метров кубических газа. Нефть здесь имеет низкую плотность (0,844), что снижает затраты на ее переработку и увеличивает себестоимость сырья.
Добыча нефти в США ведется не только на суше, но и на морских шельфах. Одной из самых примечательных является платформа Петрониус, обеспечивающая ежедневную добычу в 3 тысячи метров кубических нефти и 2 миллиона метров кубических газа. Она находится в Мексиканском заливе недалеко от Нового Орлеана.
Уголь
Большое количество в США и твердых топливных полезных ископаемых. Здесь находится крупнейший бассейн каменного угля – Аппалачский. На 300 угольных районах добывается более 15 миллионов тонн угля ежегодно. Добыча угля ведется и открытым, и закрытым способом. Выбор типа производства зависит от глубины залегания сырья. Преимуществом этого угольного бассейна является неглубокое залегание породы, что значительно снижает стоимость выработки.
Каменный уголь и антрацит добывают и в Иллинойсе, на одноименном бассейне. Запасы сырья оценивают в 365 миллиардов тонн, но промышленных только 35. На месторождениях этого бассейна разработка ведется только карьерным и разрезным способом, ведь глубина залегания породы не превышает 300 метров. В год он приносит стране 150 – 160 миллионов тонн каменного угля.
Бурый уголь добывается в западных и южных районах Соединенных Штатов Америки:
- Монтана,
- Вайоминг,
- Иллинойс,
- Кентукки,
- Западная Вирджиния,
- Юта,
- Аризона,
- Луизиана.
Запасы этого природного ресурса в стране оцениваются в 128 миллиардов тонн. Сейчас ведутся поиски новых месторождений на Аляске, но их размеры значительно уступают уже открытым крупнейшим бассейнам Америки. Несмотря на это, геологи прогнозируют крупную находку в ближайшее время.
Суммарный объем запасов угля в США оценивается в 3,6 триллиона тонн, что вывело страну на лидерские позиции. Она уступает только Китаю и России.
Уголь в США
The NEED Project
Перевод с английского: Воронович И.В.
Источник:
https://www.need.org/needpdf/infobook_activities/SecInfo/CoalS.pdf
Что такое уголь?
Уголь является ископаемым топливом, созданным из остатков растений, которые жили и умерли около 100 до 400 миллионов лет назад, когда часть земли была покрыта огромными лесами и была заболочена. Уголь относится к категории не возобновляемых источников энергии, потому что чтобы сформироваться, углю потребуются миллионы лет.
Энергия, которую мы получаем от угля сегодня, исходит от энергии, которая поглощалась растениями от солнца миллионы лет назад. Все живые растения хранят солнечную энергию посредством процесса, известного как фотосинтез. Когда растения умирают, эта энергия, как правило, выпускается. Однако, в условиях, благоприятных для образования углей, процесс распада прерывается, предотвращая выпуск хранящейся солнечной энергии. Энергия оказывается запертой в угле.
Миллионы лет назад, мертвые растения падали в болотистые воды на протяжении многих лет, толстый слой отмерших растений лежал разлагающийся на дне болота.
Вес верхних слоев воды и грязи уплотнили нижние слои растений. Под высокой температурой и давлением, эти растения подверглись химическим и физическим изменениям, выталкивая кислород и оставляя богатые месторождения углеводородов. Что когда-то было растениями, то постепенно превратилось в уголь.
Угольные пласты толщиной от долей дюйма до сотни футов, может представлять сотни или тысячи лет роста растений. Один пласт в семь футов толщиной , например, Питтсбургский пласт, может представлять две тысячи лет роста растений. Один акр этого пласта содержит около 14 тысяч тонн угля.
История использования угля
Индейцы Северной Америки использовали уголь задолго до того, первые поселенцы прибыли в Новый Свет. Индейцев хопи, которые жили на территории нынешнего штата Аризона, использовали уголь для обжига керамики. Европейские поселенцы обнаружили уголь в Северной Америке в первой половине 1600-х годов. Сначала уголь они использовали очень мало. Вместо этого они полагались на водяные колеса и древесину в колониальной промышленности.
Уголь стал использовать в энергетических целях в 1800-х. Люди использовали уголь для выпуска товаров и для движения пароходов и железнодорожных двигателей. Во время американской гражданской войны, люди также использовали уголь, чтобы производить железо и сталь. И к концу 1800-х годов, люди даже использовали уголь для выработки электроэнергии.
Когда Америка вступила в 1900-е годы, угольная энергия стала основой для предприятий страны и отраслей. Уголь остался источником энергии номер один для Америки, пока спрос на нефтепродукты не толкнул нефть на рынок. Автомобилям необходим был бензин. Поезда перешли с угольных двигателей на дизельные двигатели . Даже дома, которые когда-то отапливались углем, перешли на нефтяные или газовые печи вместо этого.
Добыча угля достигла своей низшей точки в начале 1950-х. С 1973 года добыча угля возросла более чем на 95 процентов, достигнув рекордного уровня в 2008 году. В настоящее время на долю угля приходится 23% от общего числа потребностей страны в энергии, в основном для производства электроэнергии.
Добыча угля
Есть два способа добычи угля: открытый и подземный. Открытый способ используется, когда угольный пласт находится относительно близко к поверхности, обычно в пределах 200 футов. Первый шаг при открытых горных работах заключается в снятии и сохранении почвы, находящейся над углем, – вскрышных пород. Рабочие используют различное оборудование, экскаваторы, бульдозеры, фронтальные погрузчики для добычи полезных ископаемых.
После завершения открытых горных работ, рабочие возвращают вскрышные породы, засевают его и удобряют. Эта, так называемая, мелиорации земель требуется по закону и помогает восстановить биологический баланс области и предотвратить эрозию. Земельный участок может быть использован для пахотных земель, мест обитания дикой природы, отдыха или в качестве объектов для коммерческой застройки.
Хотя лишь около трети угля страны может быть добыто открытыми горными работами, более двух третей всего угля в США добывается с помощью этого метода сегодня. Почему? Поверхностная добыча, как правило, гораздо дешевле, чем подземные горные работы. Благодаря новой технологии, производительность возросла более чем в три раза с 1973 года.
Подземная добыча используется, когда угольный пласт находится на несколько сотен футов ниже поверхности. Чтобы спуститься в шахту, рабочие и техники спускаются вертикальным или наклонным стволом. Шахтные стволы могут быть глубиной более 1000 метров.
Один из методов подземной разработки называется добыча с оставлением целиков. С помощью этого метода, большая часть угля должна быть оставлены для поддержки кровли шахты и боковых стен. Иногда до половины угля оставляется в целиках, чтобы избежать обрушений.
Более эффективным и безопасным подземным способом добычи, называют способ лавной добычи. При этом используется специальная машина, комбайн, которая позволяет извлекать уголь в управляемом режиме. Этот метод называется лавным, поскольку огромные площади угля до нескольких сотен футов в ширину могут быть удалены, а забой этой площади и есть лава.
Переработка и транспортировка угля
После добычи уголь доставляется из-под земли и, обычно, поступает на обогатительную фабрику, которая расположена рядом. Фабрика очищает уголь, удаляет примеси пород, золы, серы, повышая теплоотдачу угля.
После этого уголь можно отправлять на рынок. Очень важно учитывать транспортировку угля при сравнении с другими источниками энергии, потому что иногда транспортировка угля может стоить дороже, чем добыча его.
Подземные трубопроводы могут легко перемещать нефть и природный газ на рынок. Для угля это невозможно. Огромные транспортные поезда используются для транспортировки угля на рынок.
Это дешевле, чем перевозка угля на речных баржах, но этот способ не всегда доступен. В идеале, топливные электростанции строятся вблизи угольных шахт, чтобы минимизировать транспортные расходы.
Типы угля
Уголь делится на четыре основных типа, в зависимости от количества настоящее углерода, кислорода и водорода. Чем выше содержание углерода, тем больше энергии уголь содержит.
Бурый уголь – низшего ранга угли, с теплотворной способности 4,000-8,300 британских тепловых единиц (БТЕ) за фунт. Бурый уголь рассыпчатый и имеет высокое содержание влаги. Большая часть бурого угля, добываемого в США происходит из Техаса. Бурый уголь в основном используется для производства электроэнергии. Он содержит 25-35 процентов углерода. Около семи процентов угля, добываемого в 2006 году бурого угля.
Полукаменные угли, как правило, содержат меньше теплотворная способность, чем каменный уголь (8,300-13,000 БТЕ за фунт) и больше влаги. Он содержит 35-45 процентов углерода. Сорок четыре процента угля, добытого в 2006 году в США был полукаменные.
Каменный уголь был сформирован из бурого угля посредством добавления тепла и давления на него. Он состоит из множества крошечных гладких, блестящих слоев. Это наиболее распространенный тип угля в США. Он имеет в два-три раза большую теплотворность, чем у бурого угля. Каменный уголь содержит 11,000-15,500 БТЕ за фунт. Каменный уголь используется для выработки электроэнергии и является важным топливом для тяжелой металлургии. Он содержит 45-86 процентов углерода. Почти половина добытого угля в 2006 году – каменный уголь.
Антрацит – создан под дополнительным давлением в сочетании с очень высокой температурой внутри Земли. Это уголь черного цвета с металлическим блеском из-за его глянцевой поверхности. Он находится в основном в 11 северо-восточных графств штата Пенсильвания. Как каменный уголь, антрацит является крупным производителем энергии, содержащих почти 15 000 британских тепловых единиц на фунт. Он содержит 86-97 процентов углерода. Менее одного процента угля, добытого в 2008 году антрацита.
Запасы угля
Когда ученые оценивают, сколько угля, нефти, природного газа или других источников энергии в Соединенных Штатах, они используют термин запасы или запасы месторождения, которые могут быть собраны с использованием методов сегодняшних и технологии.
По оценкам экспертов, в Соединенных Штатах около 262 млрд. тонн извлекаемых запасов угля. Если США будет продолжать использовать уголь с такой же скоростью, как делают это сегодня, у них хватит угля более чем на 250 лет. Это огромное количество угля, делает США мировым лидером в области разведанные запасы угля.
Угольные месторождения могут быть найдены в 38 штатах. В Монтане большинство извлекаемых угольных запасов, примерно 75 млрд. тонн. Топ других штатов, имеющих запасы угля: Иллинойс, штат Вайоминг, Западная Вирджиния, Кентукки, Пенсильвании, Огайо, Колорадо, Техас и Нью-Мексико. Западные угли, как правило, содержит меньше серы, чем уголь восточный. Низкое содержание серы в углях приводит к меньшему загрязнению атмосферы.
Федеральное правительство на сегодняшний день является крупнейшим владельцем угольных пластов страны. На Западе, федеральное правительство владеет 60% угля и косвенно контролирует еще 20%. Угольные компании должны брать землю в аренду у федерального правительства для того, чтобы добыть этот уголь.
Добыча угля в США
Где производится добыча в Соединенных Штатах? Хотя уголь добывается в 33 штатах, и больше угля добывается в западных штатах, чем в восточных, произошло заметное изменение по сравнению с прошлым годом, когда большинство угля пришли из Восточных подземных шахт.
Доля Запада была всего лишь пять процентов от общего объема производства в 1968 году. В 2008 году Запад достиг 58% от общего объема производства, а шахты восточнее реки Миссисипи – 42%.
Общий объем угля США был 1170 миллионов тонн в 2008 году, более чем 95-процентное увеличение с 1973 года. Ведущие угледобывающие штаты Вайоминг, Западная Вирджиния, Кентукки, Пенсильвании, и Монтана. Эти пять штатов добывают 73% угля в США
Некоторая часть угля, добываемого в США, идет на экспорт в другие страны. В 2008 году зарубежные страны купили почти семь процентов всего добываемого угля в США на крупнейших зарубежных рынках угля США, Канаде, Бразилии и некоторых европейских странах.