Все полезные ископаемые и их свойства

Цветные металлы

В группу цветных металлов входит большое количество полезных ископаемых. Название группы произошло от того, что многие металлы имеют специфический цвет. Например, медь — красная, алюминий — серебристый. Оставшиеся 3 вида полезных ископаемых (благородные, редкие, радиоактивные), по сути, являются подвидом цветных металлов. Многие из них смешивают в сплавы, т. к. в таком виде они обладают лучшими свойствами.

Цветные металлы классифицируют на:

• тяжелые – высокотоксичные с большим атомным весом: свинец, олово, медь, цинк;
• легкие, обладающие малой плотностью и весом: магний, титан, алюминий, кальций, литий, натрий, рубидий, стронций, цезий, бериллий, барий, калий;
• благородные в связи с высокой стойкостью практически не вступают в химические реакции, красивы на вид: платина, серебро, золото, родий, палладий, рутений, осмий;
• малые (редкие) – сурьма, ртуть, кобальт, кадмий, мышьяк, висмут;
• тугоплавкие обладают высокой температурой плавления и стойкостью к износу: молибден, тантал, ванадий, вольфрам, марганец, хром, цирконий, ниобий;
• редкоземельные – группу составляют 17 элементов: самарий, неодим, лантан, церий, европий, тербий, гадолиний, диспрозий, эрбий, гольмий, иттербий, лютеций, скандий, иттрий, тулий, прометий, тербий;
• рассеянные встречаются в природе только в виде примесей: теллур, таллий, индий, германий, ренний, гафний, селен;
• радиоактивные самостоятельно излучают поток радиоактивных частиц: радий, плутоний, уран, протактиний, калифорний, фермий, америций и другие.

Особое значение для человечества представляют алюминий, никель и медь. Развитые страны стремятся к увеличению их производства, т. к. количество этих цветных металлов напрямую влияет на технический прогресс в авиастроении, космонавтике, атомных и микроскопических приборов, электротехнике.

Ссылки

1. Деловой словарь (2019). Добывающая промышленность. Взято с сайта: businessdictionary.com.
2. Всемирный банк (2018). Добывающая промышленность. Взято с сайта worldbank.org.
3. Престон С. Чиаро и Дж. Фрэнк Джоклик (1998). Добывающая промышленность. Национальная академия прессы. Взято с сайта: nap.edu.
4. Инициатива E15 (2019). Добывающая промышленность. Взято с: e15initiative.org.
5. Европейская комиссия (2019). Полезные ископаемые и неэнергетические добывающие отрасли. Взято с сайта ec.europa.eu.
6. Википедия, бесплатная энциклопедия (2018). Петролеос де Венесуэла. Взято с: es.wikipedia.org.
7. Торговля (2017). Это 20 крупнейших компаний по производству серебра. Взято с сайта elcomercio.pe.

Промышленные виды, классификация полезных ископаемых

После обнаружения первых минеральных пород, человек серьезно задумался о том, какую пользу они могут принести в его жизнь. С зарождением и развитием промышленности была сформирована классификация месторождений полезных ископаемых на основе их использования в технической сфере. Рассмотрим эти виды полезных ископаемых. Таблица содержит полную информацию об их характеристике:

Промышленные типы месторождений и ископаемые, их составляющие

Тип месторождения ископаемого	Группы в его составе	Виды ископаемых
Горючие (топливные)	Твердое состояние	Торф, уголь
Жидкое/газообразное состояние	Газ, нефть
Металлические	Металлы черные	Марганец, хром, титан, железо
Металлы цветные	Свинец, медь, кобальт, алюминий, никель
Металлы благородные	Платина, золото, серебро
Металлы редкие	Олово, тантал, вольфрам, ниобий, молибден
Радиоактивные соединения	Торий, радий, уран
Неметаллические	Сырье горнорудное	Слюда, магнезит, тальк, известняк, графит, глины, пески
Сырье химическое	Флюорит, фосфорит, барит, соли минеральные
Строительные материалы	Мрамор, гипс, гравий и песок, глины, облицовочные камни, цементное сырье
Камни самоцветные	Камни драгоценные и поделочные

Рассмотренные виды полезных ископаемых вместе с запасами пресной воды являются главной характеристикой богатств земли или отдельной страны. Это типовая градация минерально-сырьевых ресурсов, при помощи которой все природные вещества, используемые в промышленно-бытовой сфере, сгруппированы в зависимости от физических и химических свойств. Познакомимся с каждой категорией отдельно.

Месторождения полезных ископаемых в России

Добыча полезных ископаемых географически распределена практически по всей территории России. Однако выявлены некоторые закономерности и места наибольшей концентрации отдельных видов.

Угольные бассейны России

Каменным углем богаты бассейны Печеры, Урал, Башкирия.

Рудные полезные ископаемые сосредоточены в Сибирской платформе, здесь активно добывают медно-никелевые руды, платину, кобальт.

Калийная соль сосредоточена на Прикаспийской низменности, на территории озер Баскунчак и Эльтон. Предуралье также богато месторождениями поваренной соли.

Строительные материалы, такие как стекольные пески, гипс, песок, известняк добывают на территории Восточно-Европейской равнины.

Балтийский щит богат разнообразными рудами черных и цветных металлов.

Добыча полезных ископаемых, таких как нефть и газ осуществляется в низовье рек Волги и Урал, на территории северо-западной Сибирской плиты. Самое крупное месторождение газа расположено в Ямало-Ненецком автономном округе, а также на острове Сахалин.

Самый большой карьер по добыче алмазов в Якутии

Якутия богата алмазными рудами, золотыми приисками и каменным углем.

Полиметаллические руды залегают в недрах земли Алтайского края.

Золото, олово, полиметаллическое сырье добывают на Колыме, в горах Сихотэ-Алиня и отрогах Черского хребта.

В Читинской области сосредоточена основная добыча урана.

Медь и никель залегают в пластах, расположенных на Урале, Кольском полуострове. Эти руды богаты еще и сопутствующими ископаемыми – кобальтом, платиной и другими цветными металлами. Вблизи активных месторождений Восточной Сибири вырос крупнейший город – центр Заполярья – Норильск.

Породы горючих сланцев расположены в Европейской части Российской Федерации, самое крупное месторождение – Санкт-Петербургское, которое является частью прибалтийского сланцевого бассейна.

Торф добывают в 46 тысячах месторождений, основная масса которых сосредоточена на Северном Урале и в Западной Сибири. Общие запасы оцениваются в 160 миллиардов тонн. Некоторые месторождения имеют площадь около 100 км2.

Марганец в РФ добывается в 14 месторождениях, они небольшие по объемам залежей, а руда низкого качества, в ней большое содержание карбонатов, обогащение такой руды затруднительное. Крупнейшие залежи зафиксированы на Урале – Екатерининское, Юркинское, Березовское.

Добыча полезных ископаемых, таких как алюминиевые руды – бокситы, осуществляется на Северном Урале – Тихвинское и Онежское месторождения. В республике Коми зафиксирована группа бокситных залежей Среднетиманская. Руда здесь имеет высокое качество, а объем подтвержденных запасов оценивается в 200 миллион тонн.

Лекция «Месторождение полезных ископаемых»

По запасам серебра РФ занимает первое место в мире, основные месторождения наблюдаются в комплексных рудах, которые содержат цветные металлы и золото – 73%. Медно-колчеданные руды на Урале содержат до 30 грамм серебра на одну тонну. Свинцово-цинковые месторождения Восточной Сибири содержат 43 грамма серебра на тонну. Собственно серебряные руды добывают в Охотско-Чукотском вулканическом поясе.

Драгоценные и полудрагоценные камни

Драгоценные и полудрагоценные камни, такие как:

• изумруд;
• берилл;
• яшма;
• нефрит;
• сердолик;
• малахит;
• горный хрусталь

добывают на Урале и на Алтае.

Лазурит в Забайкалье, сердолик и халцедон в Бурятии и в Приамурье, аметист в районе Белого моря.

Полезные ископаемые. Минеральные ресурсы. Топливно-энергетические ресурсы

Определение 1

Полезные ископаемые – органические и минеральные образования земной коры, физические свойства и химический состав которых позволяют активно использовать их в качестве сырья или топлива в сфере материального производства.

Полезные ископаемые могут быть газообразные, жидкие, твердые.

В земной коре полезные ископаемые находятся в виде разного рода скоплений (штоков, жил, пластов, россыпей, гнезд и др.). Скопления ископаемых образуют месторождения, при больших скоплениях формируются районы, провинции, бассейны.

Добыче полезных ископаемых посвящена отдельная область науки и технологии – горное дело.

Полезные ископаемые обладают рядом общих признаков:

• спутниками рудных месторождений являются минералы (для рудного золота – пирит и кварц, для алмазов – пироп, для платины – хромистый железняк и т.д.);
• присутствие минералов обнаруживается в валунах, перенесенных обломках, находящихся на склонах, в руслах водотоков, в ложбинах и пр.;
• прямое наличие в горных выработках, обнажениях, керне;
• более высокий уровень содержания их элементов-индикаторов в минеральных источниках и в растительности.

Определение 2

Минеральные ресурсы – совокупность полезных ископаемых, обнаруженных в недрах земли отдельных регионов, стран и материков, океанического дна, пригодных и доступных для промышленного использования, а также количественно оцененных геологической разведкой и исследованиями.

Минеральные ресурсы – это не возобновляемые природные ресурсы. Минерально-сырьевая база – это подготовленная к освоению часть минеральных ресурсов. Минеральные ресурсы могут рассматриваться с точки зрения горно-геологического аспекта, как совокупность полезных ископаемых, выявленных в недрах, где химические элементы и минералы находятся в высокой концентрации, обеспечивающей возможности их использования в промышленных целях, и с точки зрения экономического аспекта, как сырьевая база для развития важнейших отраслей промышленности (черная и цветная металлургия, топливная промышленность, энергетика, строительство, химическая промышленность).

В недрах Земли минеральные ресурсы распределены неравномерно. Например, более 80% запасов угля развитых и развивающихся стран сосредоточено всего в пяти странах – США, Великобритания, Германия, Австралия и ЮАР, 87% марганцевых руд – в Австралии и ЮАР, 86% калийных солей – в Канаде.

Топливно-энергетические ресурсы представляют собой запасы топлива и энергии в окружающей среде, которые могут быть использованы в практической деятельности человека при производстве материальных благ. К топливно-энергетическим ресурсам относятся: каменный и бурый уголь, горючие газы, нефть, горючие сланцы, дрова, торф, энергия морских приливов, падающей воды рек, ветра, атомная и солнечная энергия.
Вопросы добычи и использования разных видов энергии изучает энергетика.

Что такое полезные ископаемые

Полезными называют все природные компоненты, находящиеся в земной коре, которые могут быть использованы человеком. В отличие от ресурсов — более широкого и общего понятия, ископаемые были воспроизведены нашей планетой в процессе ее развития и находятся, соответственно, в ее недрах. А к ресурсам, например, можно отнести не только ископаемые, но и человеческий потенциал, к которому относятся наши умственные, физические и другие возможности.

Признаки

Со временем людям стало мало того, что находится на поверхности, на смену изделиям из дерева, кости и камня пришли медь, ляпис-лазурь и нефть. И как только человечество научилось использовать более сложные компоненты природных богатств, оно стало стремиться их целенаправленно разыскать. Это не так просто, как могло бы показаться, ведь многие из них в чистом состоянии практически не встречаются либо находятся глубоко под землей. Предположить их наличие можно не только по присутствию прямых самородков, но и по другим проявлениям. Прилагать усилия по раскопкам стоит в том случае, когда присутствуют или явные, или хотя бы косвенные признаки.

К явным относят присутствие компонентов ископаемого в обнажениях, выработках, обломках пород, валунах и тому подобное. То есть прямое его наличие в объемах, достаточных для его визуального определения.

Часто месторождениям сопутствуют те или иные косвенные признаки, например, для рудных это может быть наличие ярко выраженных минералов, присутствующих рядом в большом количестве. В частности, признаком рудного золота может являться присутствие большого количества кварца и пирита. Такие особенности присущи многим другим ископаемым.

Помимо этого, к более сложным методам определения относятся способы химического анализа, позволяющего выявить присутствие залежей на основании наличия так называемых элементов-индикаторов в окружающей среде, минеральных источниках, а также в растительности.

В чем заключается ценность

Сегодняшняя жизнь построена на технологиях, применение которых невозможно без использования ископаемых. Наши дома построены из природных материалов. Механизмы, с помощью которых производится строительство, созданы из природных материалов. Станки, на которых изготовлены эти механизмы, также были бы невозможны без использования материалов, добытых из недр земли. И так далее.

Большинство предметов, созданных человеком, от мелких элементов быта до образцов высоких технологий, изготовлены из или с помощью материалов, добытых в недрах земли. Помимо этого, подавляющее большинство энергии получено при сжигании природных материалов.

Таким образом, ценность ресурсов планеты заключается в том, что наш жизненный уклад, развитие и в большей мере существование зависят от них целиком и полностью.

От чего зависит размещение полезных ископаемых

Нашей планете несколько миллиардов лет, за это время и по сей день с ней происходят процессы, которые влияют на формирование земной коры. Именно они привели к тому, что оболочка земли неоднородна и слоиста, в одних местах наблюдаются так называемые платформы, в других преобладают складчатые области. Это влияет на состав содержащихся в них ископаемых.

Верхний ярус платформ, как правило, состоит из осадочных пород, поэтому здесь чаще встречаются такие ископаемые, как каменный уголь, нефть, природный газ, торф, различные соли.

Складчатые пояса расположены между платформами, здесь наблюдается высокая тектоническая активность, вследствие чего магма, проникая ближе к поверхности, образует горные породы, которые затем под воздействием высокого давления и температур преобразуются в руды.

4. Добыча полезных ископаемых

Использование человеком минерального сырья началось в палеолите (см. горное дело). На протяжении всей истории развития общества к.к. были важнейшим сырьем, потребность в которой резко увеличилось в период становления и совершенствования промышленности и рост объемов пром. производства. Мировая экономика ХХ века. базируется на использовании огромных количеств различных к.к. — Ежегодно в последние десятилетия ХХ в. из недр 3. изымалось ок. 20-25 млрд. т минерального сырья и десятки млрд. т пустой породы. Самым резервом минеральных богатств являются недра Мирового ок., Прежде морских и океанич. шельфов. Большие перспективы увеличения ресурсов рудного сырья в обозримом будущем связываются с железо-марганцевыми конкрециями, залегающих на дне Тихого, Индийского и Атлантич. ок. Наряду с железом и марганцем конкреции содержат медь, никель, кобальт и др.. ценные элементы. В ост. десятилетия ХХ в. ок. 1/3 мирового потребления каменной соли, 1/5 часть потребления магния, значительное количество брома полученные из морской воды

Все большее внимание привлекают минеральные рассолы и минерализованные воды лагун, озер, мор. заливов, рифтовых зон, которые являются не только поставщиками брома, йода, каменной соли, мирабилита, но могут стать также источником лития, рубидия, цезия, бора, стронция и др.

Большим резервом ближайшего будущего является синтез минерального сырья. В ряде стран в крупных пром. масштабах производятся синтетические алмазы, синтезируются пьезокварц, рубин, ведутся эксперименты по получению синтетической слюды, кристаллов оптич. кварца и др..

Группы запасов твёрдых полезных ископаемых по их экономическому значению[править]

Запасы твёрдых полезных ископаемых и содержащихся в них полезных компонентов по их экономическому значению подразделяются на две основные группы, подлежащие раздельному подсчёту и учёту:
балансовые (экономические); забалансовые (потенциально экономические).

Балансовые (экономические) запасы. Они подразделяются на:

• Запасы, извлечение которых на момент оценки согласно технико-экономическим расчётам экономически эффективно в условиях конкурентного рынка при использовании техники и технологии добычи и переработки сырья, обеспечивающих соблюдение требований по рациональному использованию недр и охране
• Запасы, извлечение которых на момент оценки согласно технико-экономическим расчётам не обеспечивает экономически приемлемую эффективность их разработки в условиях конкурентного рынка из-за низких технико-экономических показателей, но освоение которых становится экономически возможным при осуществлении со стороны государства специальной поддержки недропользователя в виде налоговых льгот, субсидий и т. п. (гранично экономические или пограничные запасы).

Забалансовые (потенциально экономические) запасы. К ним относятся:

Запасы, отвечающие требованиям, предъявляемым к балансовым запасам, но использование которых на момент оценки невозможно по горно-техническим, правовым, экологическим и другим обстоятельствам;

Запасы, извлечение которых на момент оценки экономически нецелесообразно вследствие низкого содержания полезного компонента, малой мощности тел полезного ископаемого или особой сложности условий их разработки или переработки, но использование которых в ближайшем будущем может стать экономически эффективным в результате повышения цен на минерально-сырьевые ресурсы, или при техническом прогрессе, обеспечивающих снижение издержек производства.

Забалансовые запасы подсчитываются и учитываются в случае, если технико-экономическими расчётами установлена возможность их сохранения в недрах для последующего извлечения или целесообразность попутного извлечения, складирования и сохранения для использования в будущем.

При подсчёте забалансовых запасов производится их подразделение в зависимости от причин отнесения к забалансовым (экономических, технологических, горнотехнических, экологических и т. п.).

Оценка балансовой принадлежности запасов полезных ископаемых производится на основании специальных технико-экономических обоснований, подтверждённых государственной экспертизой. В этих обоснованиях должны быть предусмотрены наиболее эффективные способы разработки месторождений, дана их стоимостная оценка и предложены параметры кондиций, обеспечивающие максимально полное и комплексное использование запасов с учётом требований природоохранительного законодательства..

Горючие ископаемые

Особую группу полезных ископаемых образуют различные виды топлива. Это торф, уголь, горючие сланцы, нефть и горючие газы. Они содержат углерод и, соединяясь с кислородом при горении, выделяют тепло.

Горючие ископаемые используются не только как топливо. Они служат незаменимым сырьем для производства различных изделий. Угли, горючие сланцы, нефть и газ используют при выпуске пластмасс, синтетических тканей, взрывчатых веществ, лекарств, красок, технических масел, мыла и другой продукции.

Нефть, добытую из-под земли, по трубам перекачивают на тысячи километров на заводы для разделения на фракции и переработки

Сгусток энергии

Нефть — горючая маслянистая жидкость темного цвета. Ее добывают в основном с помощью бурения скважин на суше, а также на дне морей и океанов. Нефть — это «сгусток энергии». Используя всего лишь 1 мл этого вещества, можно нагреть на 1 °С целое ведро воды.

Утром люди умываются мылом, в состав которого входят жирные кислоты, полученные из нефти

Экологичное топливо

Природный газ, так же как нефть и уголь, образовался в земных недрах из органических веществ растительного и животного происхождения под действием высоких давлений и температур.

Для перевозки сжиженного природного газа используют специальные суда — газовозы

Природный газ является отличным топливом и обладает многими положительными свойствами — высокой теплотворной способностью, хорошей транспортабельностью, большей по сравнению с нефтью и углем экологичностью. Природный газ — самое чистое органическое топливо. При сгорании он образует намного меньше вредных веществ, чем уголь и нефть, поэтому и используется очень широко. По газопроводам топливо перекачивают на многие тысячи километров. Более того, разведанные запасы газа больше, чем разведанные запасы нефти.

Источник тепла

Уголь является одним из наиболее важных полезных ископаемых. Он используется в качестве твердого топлива, выделяя при горении много тепла. Кроме того, из него получают краски, пластмассы и другие ценные материалы.

Уголь образовался из погибших растений. Прожив свой век, деревья и другие растения отмирали, падали, заносились илом и песком, спрессовывались, а затем происходило их обугливание. Начинался этот процесс в присутствии кислорода, а продолжался в бескислородной среде. При этом остатки растений теряли кислород, водород, азот, а углерод сохранялся. Так образовались торф и уголь.

Уголь состоит из углерода, водорода, кислорода, азота и других второстепенных компонентов. По содержанию углеводорода угли подразделяются на бурые (65—70 % углерода), каменные (порядка 80 % углерода), антрациты (до 96 % углерода).

Стадии образования угля

Каменный уголь залегает в земле пластами толщиной до 100 м. Его добычу ведут открытым или закрытым способами. Открытый способ добычи применяют на тех месторождениях угля, где он залегает близко к поверхности земли. Угольные пласты взрывают, а затем куски угля экскаваторами грузят в огромные грузовики или железнодорожные вагоны. При закрытом способе строят шахты, представляющие собой глубокие вертикальные колодцы с горизонтальными туннелями. В них трудятся шахтеры, которые с помощью мощных специальных комбайнов дробят большие пласты каменного угля и подают его наверх.

Поделиться ссылкой

Основные способы добычи

Способы добычи полезных ископаемых в России

В зависимости от вида ископаемого сырья, форм, в которых содержится, глубины его залегания, используются различные способы добычи.

В России в основном используют два способа – открытый и подземный. Открытый или карьерный метод добычи предусматривает разработку месторождений путем выемки полезной руды с помощью экскаваторов, тракторов и прочей техники.

Перед началом разработки проводятся взрывные работы, порода дробится, в таком виде ее легче добывать и транспортировать. Добыча открытым способом подходит для полезных ископаемых, которые залегают неглубоко под землей.

Карьеры, глубина которых достигает 600 м нельзя более разрабатывать. Таким способом добывается 90% бурого угля, 20% каменного угля, около 70% руд цветных и черных металлов. Многие строительные материалы и торф находятся на поверхности земли, добыча их происходит карьерным способом при полной механизации производственных процессов.

Добыча полезных ископаемых, таких как газ и нефть извлекаются из земных недр с помощью скважин, глубина которых порой достигает нескольких километров. Газ по скважине поднимается на поверхность под собственной энергией, в глубинах земли он скапливается и удерживается большим давлением, а на поверхность стремится, поскольку там оно в несколько раз ниже.

Нефть при первоначальной разработке скважины может некоторое время фонтанировать и таким способом подниматься на поверхность. Когда фонтан прекращается дальнейшая добыча осуществляется газлифтным или механическим способом. Газлифтный метод предусматривает скачивание сжатого газа, таким образом, создавая условия для поднятия нефти. Механизированный способ наиболее часто применяется, он предусматривает использование насосов:

Полезные ископаемые добываются из подземных и поверхностных вод, например, газ и нефть

• электроцентробежных;
• электровинтовых;
• электродиафрагменных;
• гидропоршневых.

Добыча полезных ископаемых шахтным или подземным способом применяется в случае глубокого залегания полезной породы. Шахта представляет собой тоннель, глубина которого иногда достигает нескольких километров. Этот способ трудоемкий, и довольно затратный.

Для обеспечения безопасных условий работы необходима развернутая инфраструктура и дорогостоящее оборудование. Эксплуатация шахт связана с большими рисками, обвалы породы встречаются в России довольно часто. Однако подземные способы добычи полезных ископаемых оказывают менее губительное воздействие на окружающую среду, по сравнению с карьерными.

Некоторые полезные ископаемые добываются из подземных и поверхностных вод, например, золото, литий, медь. Золотоносные пески можно найти на берегах горных рек, болотах, литий находят в составе подземных водах в виде несложных соединений. Медь также могут осаждать из некоторых подземных вод, растворяя серосодержащие соединения.