Виды полезных ископаемых по использованию в хозяйстве

Полезные ископаемые — горные породы и минералы, которые используются или могут быть применены в народном хозяйстве. Подразделяются они по-разному. В одном случае подчеркивается их физическое состояние, и выделяются следующие типы:

· твердые (различные руды, уголь, мрамор, гранит, соли);

· жидкие (нефть, минеральные воды);

· газообразные (горючие газы, гелий, метан).

В другом случае за основу берется их использование, вследствие чего выделяются ископаемые:

· горючие (уголь, торф, нефть, природный газ, горючие сланцы);

· рудные (руды горных пород, включающие металлические полезные компоненты и неметаллические (графит, асбест);

· нерудные (неметаллические и негорючие полезные ископаемые: песок, гравий, глина, мел, известняк, различные соли. Отдельной группой стоят драгоценные и поделочные камни).

Виды полезных ископаемых

По происхождению все полезные ископаемые делятся на магматические, осадочные и метаморфические. В их размещении по территории Земли прослеживаются определенные закономерности. В складчатых областях обычно залегают магматические полезные ископаемые. Это связано с тем, что руды образовались в основном из магмы и выделяющихся из нее горячих водных растворов. Магма поднимается из недр по разломам и застывает в толще горных пород на различной глубине. Магматические полезные ископаемые могут образовываться и из излившейся магмы — лавы, которая быстро остывает. Обычно внедрение магмы происходит в период активных тектонических движений, поэтому рудные полезные ископаемые связаны со складчатыми областями. На платформенных равнинах они приурочены к фундаменту — нижнему ярусу платформы. На платформах рудные месторождения могут быть приурочены к щитам (щит — выход фундамента платформы на поверхность) либо к тем частям платформы, где мощность осадочного чехла невелика и фундамент подходит близко к поверхности. Так расположены железные руды Курской магнитной аномалии (КМА) в России. На щитах добываются руды в Криворожском бассейне (Украина) и др.

Осадочные полезные ископаемые наиболее характерны для платформ, так как там располагается платформенный чехол. Преимущественно это нерудные полезные ископаемые и горючие, ведущую роль среди которых играют газ, нефть, уголь, горючие сланцы. Они образовались из накопившихся в прибрежных частях мелководных морей и в озерно-болотных условиях суши остатков растений и животных. Эти обильные органические остатки могли накопиться лишь в достаточно влажных и теплых условиях, благоприятных для пышного развития растительности. В жарких засушливых условиях в мелководных морях и прибрежных лагунах происходило накопление солей, использующихся как сырье в химической промышленности.

Добыча полезных ископаемых

Существует несколько способов добычи полезных ископаемых. Во-первых, это открытый способ, при котором горные породы добываются в карьерах. Он экономически более выгоден, так как способствует получению более дешевого продукта. Однако брошенный карьер может стать причиной образования широкой сети оврагов. Шахтный способ добычи угля требует больших затрат, поэтому является более дорогостоящим. Наиболее дешевый способ добычи нефти — фонтанный, когда нефть поднимается по скважине под давлением нефтяных газов. Распространен также насосный способ добычи. Существуют и особые способы добычи полезных ископаемых. Они называются геотехнологическими. С их помощью из недр Земли добывают руду. Делается это закачиванием горячей воды, растворов в пласты, содержащие необходимое полезное ископаемое. Другие скважины откачивают полученный раствор и отделяют ценный компонент.

Потребность в полезных ископаемых постоянно растет, увеличивается добыча минерального сырья, но полезные ископаемые — это исчерпаемые природные ресурсы, поэтому необходимо более экономно и полно расходовать их.

Для этого есть несколько путей:

· снижение потерь полезных ископаемых при их добыче;

· более полное извлечение из породы всех полезных компонентов;

· комплексное использование полезных ископаемых;

· поиск новых, более перспективных месторождений.

Таким образом, основным направлением использования полезных ископаемых на ближайшие годы должно стать не увеличение объема их добычи, а более рациональное использование.

При современных поисках полезных ископаемых необходимо использовать не только новейшую технику и чувствительные приборы, но и научный прогноз поиска месторождений, который помогает целенаправленно, на научной основе вести разведку недр. Именно благодаря подобным методам были сначала научно предсказаны, а затем открыты месторождения алмазов в Якутии. Научный прогноз опирается на знание связей геологического строения и условий образования полезных ископаемых.

Полезные ископаемые (минеральные ресурсы) в зависимо­сти от области хозяйственного применения разделяются на следующие группы:

• топливно-энергетические или энергетические ресурсы – это материальные объекты, в которых сосредоточена энергия, пригодная для практического использования человеком — нефть, природный газ, иско­паемый уголь, горючие сланцы,, торф, урановые руды.Первичная энергия – это энергия, которая содержится в природных источниках и может быть преобразована в электрическую, тепловую, механическую. Иными словами, первичная энергия – это энергия, непосредственно извлекаемая в природе. Она включает традиционные и нетрадиционные виды энергии (рис. 8.1).

Первичными энергоресурсами называют носители первичной энергии.

Традиционные виды энергии – это виды энергии, во все времена широко использовавшиеся человеком. Нетрадиционные виды энергии – это виды энергии, сравнительно мало использовавшиеся до последнего времени в силу отсутствия экономических способов их преобразования, но особо актуальные сегодня ввиду их высокой экономичности.

Вторичная энергия – энергия, полученная после преобразования первичной энергии на специальных установках (электрическая, тепловая, механическая).

Зная классификацию первичной энергии, мы можем дать определение, что такое топливно-энергетические ресурсы.

Топливно-энергетические ресурсы – это совокупность всех природных и преобразованных видов топлива (твердого, жидкого и газообразного) и энергии, используемых в республике.

• рудные — железная и марганцевая руды, хромиты, бокси­ты, медные, свинцово-цинковые, никелевые, вольфрамовые, молибденовые, оловянные, сурьмяные руды, руды благород­ных металлов и др. Это сырьевая основа черной и цветной ме­таллургии;

• горно-химическое сырье — фосфориты, апатиты, поварен­ная, калийные и магнезиальные соли, сера и ее соединения, ба­рит, борные соли, бром и йодсодержащие растворы;

• природные (минеральные) строительные материалы и нерудные полезные ископаемые, а также поделочные, техниче­ские и драгоценные камни — мрамор, гранит, яшма, агат, гор­ный хрусталь, гранат, корунд, алмаз и др.;

• гидроминеральные — подземные пресные и минерализо­ванные воды.

Количественная оценка минеральных ресурсов выражается запасами полезных ископаемых, выявленных и разведанных. По степени достоверности определения запасов различают четыре их категории (данная классификация действует в странах СНГ со времен СССР): А, В, С1 и С2.

Запасы категории А являются наиболее разведанными, имеют точно определенные границы залегания и вполне подго­товлены для добычи. К категории В относятся предварительно разведанные запасы полезных ископаемых с примерно опреде­ленными границами залегания. В категорию С1включают раз­веданные в общих чертах месторождения с запасами, подсчи­танными с помощью экстраполяции геологических данных. Ккатегории С2— перспективные запасы, выявленные за пре­делами разведанных частей месторождений. Как правило, дан­ные о запасах полезных ископаемых категорий А и В использу­ются при разработке текущих планов и прогнозов развития народного хозяйства. Остальные категории запасов (С1и С2) учитываются при обосновании долгосрочных прогнозов, плани­ровании геологоразведочных работ.

Запасы полезных ископаемых разделяют также по их при­годности для использования в народном хозяйстве на балан­совые и забалансовые. К балансовым принадлежат такие запа­сы, которые целесообразно разрабатывать при современном уровне техники и экономики; к забалансовым — запасы, кото­рые при имеющейся технике не могут быть эффективно исполь­зованы. Существует также категория прогнозных — геологичес­ких запасов, оцениваемых приближенно в качестве возможных.

Экономическая оценка полезных ископаемых, как и дру­гих видов природных ресурсов, основывается на исчислении дифференциальной ренты, которая получила название диффе­ренциальной горнойренты. Главным оценочным показателем является показатель эксплуатационной ценности ресурсов. Он представляет собой денежное выражение максимально воз­можного народнохозяйственного экономического эффекта, при­носимого данным видом ресурсов. Эксплуатационная ценность природного ресурса определяется как разность между величи­ной денежной оценки продукции, полученной из ресурса, ипрямыми затратами на его добычу ипереработку.

Date: 2016-07-05; view: 1272; Нарушение авторских прав

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.

Далее предлагаем вкратце ознакомиться с самыми ценными и востребованными на сегодня видами минеральных полезных ископаемых. Это нефть, газ, уголь, железная руда, золото и алмазы.

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.