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.

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.

Природный газ – смесь газов, которая образуется в недрах земли при разложении органических веществ. Он относится к горючим полезным ископаемым и используется в качестве топлива и в химической промышленности. Иногда природный газ также называют «голубым топливом» - именно такой цвет имеет пламя, образующееся при его сжигании.

Природный газ может находиться в недрах в газовом состоянии в виде отдельных скоплений или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений. Он также может быть растворён в нефти или воде.

Природный газ состоит в основном из метана (до 98%). Помимо него в состав природного газа входят другие углеводородные соединения (этан, пропан, бутан), а также водород, сероводород, азот, гелий и углекислый газ. Сам по себе природный газ не имеет цвета и запаха. Так как в больших концентрациях он смертельно опасен для человека, то в него добавляют вещества, имеющие сильный неприятный запах.

Метан широко распространен в космосе: третий по количеству после водорода и гелия. Он является одной из составляющих планет и астероидов, но так как практического применения это не имеет, то в природные запасы газа эта часть не включается. По причине невозможности добычи не принимается во внимание и большое количество углеводородов, содержащихся в земной мантии.

Залежи добываемого природного газа сосредоточены в осадочной оболочке земной коры. Считается, что образуются он в результате разложения останков живых организмов. Природный газ образуется при больших температурах и давлениях, чем нефть, поэтому обычно залегает глубже (от одного до нескольких километров от поверхности земли). Наибольшими запасами природного газа обладают Россия (Уренгойское месторождение), США, Канада.

В недрах газ располагается в микроскопических пустотах, которые называют порами. Они соединены между собой микроскопическими каналами, по которым газ поступает из пор с высоким давлением в поры с более низким давлением. Природный газ добывают из недр земли с помощью скважин, которые размещаются равномерно по всей территории месторождения. Это создаёт равномерное падение пластового давления в залежи. Перед использованием газа из него необходимо удалить примеси, что делается на специальном газоперерабатывающем предприятии. Далее газ отправляют потребителям по специальным трубопроводам.

Минералами называются однородные по своему составу и строению части горных пород и руд. Это химические соединения, образовавшиеся в результате определённых геологических процессов. Минералов на Земле огромное количество, поэтому их объединяют в однородные группы по химическому составу и физическим свойствам. Большинство минералов находятся в твердом состоянии, но иногда встречаются жидкие (например, ртуть) и даже газообразные (углекислый газ, сероводород). Одни минералы прозрачны, другие полупрозрачны или совершенно не пропускают свет.

Профессионалы легко могут различить минералы по их окраске. Так, киноварь имеет красный цвет, а малахит ярко-зеленый, а некоторые минералы бывают разных цветов. Существенно отличаются минералы и по своей форме. Кристаллические минералы могут иметь форму куба, призмы, многогранника. Однако подавляющее большинство минералов могут иметь разную неопределённую форму.

Существенно различаются минералы по твёрдости. Для оценки этого параметра используется шкала Мооса. В неё входит десять элементов, каждому из которых соответствует определённый уровень твёрдости: тальк -1, гипс – 2, кальцит – 3, флюорит - 4, апатит – 5, ортоклаз – 6, кварц – 7, топаз – 8, корунд -9, алмаз - 10. Каждый последующий минерал царапает все предыдущие. Для определения твёрдости другого минерала необходимо выяснить, какой из входящих в шкалу Мооса он царапает, а каким царапается сам.

Свойства минералов зависят от их химического состава, кристаллической структуры – то есть характеру связи мельчайших частиц (атомов), из которых состоит кристалл. В зависимости от этого параметра выделяют кальциты, кварцы, полевые шпаты слюду и другие минералы.

Кальцит – один из наиболее распространенных минералов. Он в основном бесцветен или обладает молочно-белым цветом. Иногда встречается кальцит, окрашенный в различные оттенки серого, желтого, красного, бурого и черного цвета. Если на этот минерал воздействовать соляной кислотой, будет происходить бурное выделение углекислого газа.
Кальцит образуются в морских бассейнах, а со временем превращаются в горную породу - известняк или мрамор.

Кварц также относится к числу наиболее распространенных минералов. Кристаллы кварца могут достигать огромных размеров и весить до 40 тонн. Цвет кварца молочно-белый или серый. Прозрачные кристаллы кварца называют горным хрусталем, фиолетовые - аметистом, черные - морионом. Кварц обычно входит в состав кислых магматических горных пород - гранитов, гранитных пегматитов и других.

Полевые шпаты составляют примерно 50% по весу от всех силикатов, входящих в состав земной коры. Они являются основной составной частью большинства горных, многих метаморфических и некоторых осадочных пород. Слюды обладают довольно сложным химическим составом и существенно отличаются набором элементов, окраской и другими свойствами.

Распространённые минералы встречаются на Земле достаточно часто и поэтому не являются особо ценными видами полезных ископаемых. Они используются в разных областях промышленности и сельского хозяйства: для получения минеральных удобрений, некоторых химических элементов и соединений, в производстве строительных материалов и других сферах.

Одними из важнейших полезных ископаемых, наряду с горючими, являются так называемые рудные полезные ископаемые. Рудой называют горную породу, которая в больших количествах содержит определённые элементы или их соединения (вещества). Наиболее используемыми типами руд являются железные, медные и никелевые.

Железной рудой называются руда, которая содержат железо в таких количествах и химических соединениях, что его извлечение возможно и экономически выгодно. Важнейшими минералами являются: магнетит, магномагнетит, титаномагнетит, гематит и другие. Железные руды различаются по минеральному составу, содержанию железа, полезных и вредных примесей, условиям образования и промышленным свойствам.

Железные руды разделяют на богатые (более 50% железа), рядовые (50-25%) и бедные (менее 25% железа) В зависимости от химического состава их применяют для выплавки чугуна в естественном виде или после обогащения. Железные руды, использующиеся для производства стали, должны содержать определённые вещества в необходимых пропорциях. От этого зависит качество получаемого продукта. Некоторые химические элементы (помимо железа) могут извлекаться из руды и использоваться для других целей.

Месторождения железной руды разделяют по происхождению. Обычно выделяют 3 группы: магматогенные, экзогенные и метаморфогенные. Они могут подразделяться ещё на несколько групп. Магматогенные образуются в основном при воздействии на различные соединения высоких температур. Экзогенные месторождения возникли в долинах рек при отложении осадков и выветривании горных пород. Метаморфогенные месторождения - ранее существовавшие осадочные месторождения, преобразовавшиеся в условиях высоких давлений и температур. Наибольшее количество железной руды сосредоточено на территории России.

Курская магнитная аномалия самый мощный в мире железорудный бассейн. Залежи руды на её территории оцениваются в 200-210 миллиардов тонн, что составляет около 50 % железорудных запасов на планете. Она располагается в основном на территории Курской, Белгородской и Орловской областей.

Никелевая руда – руда, содержащая химический элемент никель в таких количествах и химических соединениях, что его извлечение является не только возможным, но и экономически выгодным. Обычно таковыми являются месторождения сульфидных (содержание никеля 1-2%) и силикатных (содержание никеля 1-1,5%) руд. К наиболее важным относят часто встречающиеся минералы: сульфиды, водные силикаты и никелевые хлориты.

Медными рудами называются природные минеральные образования, содержание меди в которых достаточно для экономически выгодной добычи этого металла. Из множества известных содержащих медь минералов используются в промышленных масштабах около 17: медь самородная, борнит, халькопирит (медный колчедан) и другие. Промышленное значение имеют такие типы месторождений: медноколчеданные, скарновые медно-магенетитовые, медно-титаномагнетитовые и медно-порфировые.

Они залегают среди вулканических пород древнего периода. В этот период действовали многочисленные наземные и подводные вулканы. Вулканы выделяли сернистые газы и горячие воды, насыщенные металлами – железом, медью, цинком и другими. Из них на морском дне и в подстилающих породах отлагались руды, состоящие из сульфидов железа, меди и цинка, получившие название колчеданов. Основным минералом колчеданных руд является пирит, или серный колчедан, который составляет преобладающую часть (50–90%) объема колчеданных руд.

Большая часть добываемого никеля используется для производства жаропрочных, конструкционных, инструментальных, нержавеющих сталей и сплавов. Небольшая часть никеля расходуется на производство никелевого и медно-никелевого проката, для изготовления проволоки, лент, разнообразной аппаратуры для промышленности, а также в авиации, ракетостроении, при производстве оборудования для атомных электростанций, изготовлении радиолокационных приборов. В промышленности сплавы никеля с медью, цинком, алюминием, хромом и другими металлами.

Уголь - первое из полезных ископаемых, используемых человеком в качестве топлива. Лишь в конце прошлого века его заменили другие энергоносители, а вплоть до 60-х годов он оставался самым используемым источником энергии. Однако и сейчас он активно используется в металлургической промышленности при выплавке чугуна. Уголь, также как и другие основные энергоносители, представляет собой изменившееся за длительный промежуток времени и под действием различных процессов органическое вещество.

Уголь отличается соотношением составляющих его элементов. Это соотношение определяет и основной параметр добываемого угля – количество теплоты, выделяющееся при его сгорании.

Каменный уголь – это осадочная порода, образовавшаяся при разложении остатков растений (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений). Основная часть добываемых в настоящее время каменных углей образовалась примерно 300-350 миллионов лет тому назад.

Существует также бурый уголь. Это более молодой вид угля, обладающей меньшей теплотой сгорания. В качестве топлива его используют реже, а основной целью добычи является получение некоторых химических соединений. Особо качественным видом угля является антрацит, обладающий наибольшей теплотой сгорания. Однако и он имеет свой недостаток – плохо воспламеняется.

Для образования угля необходимо накопление большого количества растительной массы, без доступа кислорода. Такие условия выполнялись в древних торфяных болотах. Сначала образуется торф, который затем оказывается под слоем наносов и постепенно, испытывая сжатие, превращается в уголь. Чем глубже залегают пласты торфа, тем более высокого качества получается уголь. Однако это не значит, что хороший уголь обязательно залегает на большой глубине: многие слои, лежавшие поверх него, со временем разрушились, и пласты угля оказались на глубине около километра.

В зависимости от глубины залегания уголь добывают открытым способом, снимая верхний слой земли над пластами, или шахтовым (подземным) – сооружением специальных подземных ходов (шахт). Чаще всего качественный уголь добывается шахтовым методом. Несколько угольных месторождений составляют угольный бассейн. Один из крупнейших подобных бассейнов в мире – Кузнецкий – расположен в России. Ещё один крупный угольный бассейн – Донбасский – находится на территории Украины.

Нефтью называют горючую маслянистую жидкость красно-коричневого или чёрного цвета со специфическим запахом. Нефть является одним из важнейших полезных ископаемых на Земле, так как из неё получают наиболее используемые в настоящее время виды топлива. Обычно нефть образуется вместе с другим, не менее важным полезным ископаемым - природным газом. Поэтому очень часто эти два вида полезных ископаемых добываются в одном и том же месте. Нефть может залегать на глубине от нескольких десятков метров до 6 километров, но чаще всего она располагается на глубине 1-3 км.

Нефть состоит из различных углеводородов и соединений, содержащих, помимо углерода и водорода кислород, серу и азот. Нефть может значительно отличаться не только по составу, но и по цвету: от светло-коричневой, почти бесцветной, до темно-бурой, почти чёрной.

Происхождение этого полезного ископаемого долго вызывало множество споров. Первоначально учёные считали, что нефть – это уголь на ранней стадией в жидком состоянии. Позднее выдвигались гипотезы об образовании нефти при воздействии проникающей в глубь земли воды на другие вещества. Лишь в прошлом веке учёные определили, что нефть образуется в результате сложного и длительного процесса разложения органического вещества глубоко под землёй.

Сейчас почти вся добываемая в мире нефть извлекается из глубины посредством так называемых буровых скважин. Раньше применялись более примитивные способы добычи: нефть собирали с поверхности водоёмов, обрабатывали нефтесодержащие породы песчаника или известняка, сооружали колодцы.

После добычи нефть перерабатывают на специальных предприятиях, получая необходимое топливо (бензин, дизельное топливо и другие). Нефть активно используется не только для получения топлива, но и различных элементов, применяемых в химической промышленности.

Нефть относится к невосполняемым полезным ископаемым, то есть в настоящее время уже не образуется. Необходимость в большом количестве топлива в современном мире, приводит к огромным масштабам добычи. По расчётам специалистов, запасы нефти, которые известны к настоящему времени и доступны для добычи, должны истощиться в течение ближайших 100 лет. В дальнейшем человечеству придётся либо искать новые способы добычи, либо получать топливо другим путём. Наибольшие запасы нефти сосредоточены на территории Саудовской Аравии, России и США, которые являются лидерами мировой нефтедобычи.

Существует множество природных месторождений важных для человека веществ. Это ресурсы, которые являются исчерпаемыми и которые следует беречь. Без их разработки и добычи многие стороны жизни людей были бы крайне затруднительными.

Полезные ископаемые и их свойства - это объект и предмет изучения геологии горного дела. Результаты, полученные ей, используются в дальнейшем для переработки и производства многих вещей.

Полезные ископаемые и их свойства

Что вообще называют полезными ископаемыми? Это такие горные породы или минеральные структуры, которые имеют большое народно-хозяйственное значение и широко используются в промышленности.

Разнообразие их велико, поэтому свойства для каждого вида специфичны. Можно выделить несколько основных вариантов скоплений рассматриваемых веществ в природе:

• россыпи;
• пласты;
• жилы;
• штоки;
• гнезда.

Если же говорить об общем распространении ископаемых, то можно выделить:

• провинции;
• районы;
• бассейны;
• месторождения.

Полезные ископаемые и их свойства зависят от конкретного вида сырья. Именно этим определяется и область их использования человеком, а также способ добычи и переработки.

Виды полезных ископаемых

Существует не одна классификация рассматриваемого сырья. Так, если в основу положены признаки агрегатного состояния, то выделяют такие разновидности.

1. Полезное ископаемое твердое. Примеры: мрамор, соли, гранит, металлические руды, неметаллические.
2. Жидкое - подземные минеральные воды и нефть.
3. Газовое - природный газ, гелий.

Если же в основе подразделения на виды применение полезных ископаемых, тогда классификация принимает следующий вид.

1. Горючие. Примеры: нефть, горючие уголь, метан и другие.
2. Рудные или магматические. Примеры: все металлсодержащее рудное сырье, а также асбест и графит.
3. Нерудные. Примеры: все сырье, не содержащее металлов (глина, песок, мел, гравий и прочие), а также различные соли.
4. Камнесамоцветные. Примеры: драгоценные и полудрагоценные, а также (алмазы, сапфиры, рубины, изумруды, яшма, халцедон, опал, сердолик и прочие).

По представленному разнообразию очевидно, что полезные ископаемые и их свойства - это целый мир, который исследуется огромным количеством специалистов геологов и горняков.

Основные месторождения

Различные минеральные распространены по планете достаточно равномерно согласно геологическим особенностям. Ведь значительная часть из них образуется за счет платформенных подвижек и тектонических извержений. Можно назвать несколько основных континентов, которые наиболее богаты практически всеми видами сырья. Это:

• Северная и Южная Америка.
• Евразия.
• Африка.

Все страны, которые расположены на обозначенных территориях, широко используют полезные ископаемые и их свойства. В те же области, где своего сырья нет, проходят экспортные поставки.

Вообще, конечно, сложно определить общий план месторождений минеральных ресурсов. Ведь все зависит от конкретного вида сырья. Одними из самых дорогих являются драгоценные (содержащие благородные металлы) полезные ископаемые. Золото, например, есть везде, кроме Европы (из перечисленных выше континентов плюс Австралия). Оно ценится очень высоко, а его добыча - одно из самых распространенных явлений в горном деле.

Самой богатой на горючие ресурсы является Евразия. Горные полезные ископаемые (тальк, барит, каолин, известняки, кварциты, апатиты, соли) распространены практически повсеместно в большом количестве.

Добыча полезных ископаемых

Для того чтобы минеральное сырье извлечь и подготовить для использования, применяются разные методы.

1. Открытый путь. Необходимое сырье добывается прямо из карьеров. Со временем это приводит к образованию обширных оврагов, поэтому является не щадящим для природы.
2. Шахтный способ - более правильный, но дорогостоящий.
3. Фонтанный метод выкачивания нефти.
4. Насосный способ.
5. Геотехнологические методы обработки руды.

Разработка месторождений полезных ископаемых - это важный и необходимый процесс, однако приводящий к весьма плачевным последствиям. Ведь ресурсы исчерпаемы. Поэтому в последние годы особый упор делается не на больших объемах добычи минеральных ресурсов, а именно на их более правильном и рациональном использовании человеком.

Рудные (магматические) породы

К данной группе относятся самые важные и большие по объемам добычи полезные ископаемые. Руда - это такое образование минеральной природы, в котором содержится в большом количестве тот или иной нужный металл (другой компонент).

Места добычи и обработки такого сырья называются рудники. Классифицировать магматические породы можно на четыре группы:

• цветных;
• благородных;
• неметаллических компонентов.

Приведем примеры некоторых рудных минеральных ресурсов.

1. Железные.
2. Никелевые.
3. Аргентит.
4. Касситерит.
5. Берилл.
6. Борнит.
7. Халькопирит.
8. Уранинит.
9. Асбест.
10. Графит и другие.

Золото - рудное ископаемое

Есть среди рудных и особые полезные ископаемые. Золото, например. Его добыча была актуальна издревле, ведь оно всегда высоко ценилось людьми. Сегодня золото добывают и отмывают практически в каждой стране, на территории которой есть хотя бы небольшие его месторождения.

В природе золото встречается в виде самородных частиц. Самым крупным слитком стал найденный в Австралии весом почти в 70 кг пласт. Часто из-за выветривания месторождений и их размывов образуются россыпи в виде песчаных крупинок из этого драгоценного металла.

Из таких смесей его извлекают отмыванием и просеиванием. В целом, это не слишком распространенные и объемные по содержанию полезные ископаемые. Золото поэтому и называют драгоценным и благородным металлом.

Центрами по добыче данного рудного ископаемого являются:

• Россия.
• Канада.
• Южная Африка.
• Австралия.

Горючие ископаемые

К данной группе относятся такие минеральные ресурсы, как:

• бурый уголь;
• нефть;
• газ (метан, гелий);
• каменный уголь.

Применение полезных ископаемых такого рода - это топливо и сырье для получения различных химических соединений и веществ.

Уголь - это такое ископаемое, которое залегает на сравнительно небольшой глубине широкими пластами. Его количество ограничено в одном конкретном месторождении. Поэтому, исчерпав один бассейн, люди переходят на другой. В целом уголь содержит до 97% углерода в чистом виде. Сформировался он исторически, в результате отмирания и утрамбовывания растительных органических остатков. Процессы эти длились миллионы лет, поэтому сейчас запасов угля огромное количество по всей планете.

Нефть по-другому называют жидкое золото, что подчеркивает, насколько важным минеральным ресурсом она является. Ведь это основной источник высококачественного горючего топлива, а также различные ее составляющие - основа, сырье для химических синтезов. Лидерами по добыче нефти являются такие страны, как:

• Россия.
• Алжир;
• Мексика.
• Индонезия.
• Венесуэла.
• Ливия.

Который представляет собой смесь газообразных углеводородов, это также важное промышленное топливо. Относится к самому дешевому сырью, поэтому особенно масштабно используется. Страны-лидеры по добыче - Россия и Саудовская Аравия.

Неметаллические или нерудные виды

К данной группе относятся такие минералы и горные породы, как:

• глина;
• песок;
• галька;
• гравий;
• щебень;
• тальк;
• каолин;
• барит;
• графит;
• алмазы;
• кварц;
• апатиты;
• фосфорит и прочие.

Все разновидности можно объединить в несколько групп по области использования.

1. Горно-химические минералы.
2. Металлургическое сырье.
3. Технические кристаллы.
4. Строительные материалы.

К этой же группе часто относят и камнесамоцветные ископаемые. Области использования полезных ископаемых нерудной природы многогранны и обширны. Это сельское хозяйство (удобрения), строительство (материалы), стекловарение, ювелирное дело, техника, общехимическое производство, производство краски и так далее.

Самая большая страна в мире занимает одно из лидирующих мест по запасам полезных ископаемых.

Наиболее ярко это можно представить в цифрах. На территории России сейчас открыто более 200 тысяч месторождений, а совокупная стоимость всех ископаемых составляет около 30 трлн. долларов.

Вот доля России в мировых запасах отдельных видов ископаемых:

• Нефть — 12%
• Природный газ — 32%
• Уголь — 30 %
• Калийные соли — 31%
• Кобальт — 21%
• Железо — 25%
• Никель — 15%.

Особенности рельефа России

Россия занимают самую обширную территорию в мире, а потому имеет разнообразный и сложный рельеф. Среди особенностей рельефа выделяют:

1. Преобладание равнин в европейской части страны и центральных областях.

2. Горы расположены, в основном на юге, востоке и северо-востоке (не считая Уральского хребта, который пересекает Россию с севера на юг).

3. Рельеф имеет общий уклон к северу, поэтому большинство рек впадает в воды морей Арктики.

Эти характерные черты рельефа влияют на распространение залежей полезных ископаемых. Горные породы добывают на Кавказе и в Восточной Сибири, торф — в лесных массивах, бокситы и железные руды — на равнинах.

Виды полезных ископаемых

Полезные ископаемые — это минералы и породы, которые используются человеком. Существует несколько классификаций полезных ископаемых, но чаще всего их разделяют по виду использования.

Горючие

• Каменный уголь — осадочная порода, залегает пластами. Важнейший вид топлива, используется в металлургии. Важнейшие запасы России — Кузбасс, Печорское, Тунгусское месторождения.
• Торф образуется в болотах из гниющих остатков растений. Содержит до 60% углерода. Используется как дешевое топливо, для удобрений и для добычи уксусной кислоты.
• Нефть — маслянистая жидкость черного цвета, прекрасно горит. Залегает между осадочными породами на разных глубинах. Это важнейшее ископаемое топливо. В РФ крупнейшие месторождения — Западно-Сибирский бассейн, бассейны Северного Кавказа и Поволжья.
• Природный газ — образуется в пустотах горных пород. Иногда его скопления могут составлять миллионы кубометров. Это самое дешевое и удобное топливо.
• Горючие сланцы — осадочные породы, представляющие собой смесь из кремнистой глины и остатков органических веществ. При перегонке сланцев получается смола, близкая по своему составу и свойствам нефти.

Рудные

• Горные породы (мрамор, слюда, асфальт, туф, калийная соль, фосфориты). Имеют различное происхождение и используются практически во всех промышленных отраслях.

Так, туфы и мрамор применяют в строительстве, слюды — в электро и радиопромышленности, асбест — для теплоизоляции и противопожарной изоляции, асфальт — для покрытия дорог.

• Металлические руды (железные, медные, никелевые, цветные металлы) — это горные скопления, содержащие металлы. Например, алюминий добывают из бокситов, нефелинов и алунитов, железо — из железных руд, бурого, красного и магнитного железняка.
• Неметаллические руды (песок, асбест).

Нерудные

• Драгоценные камни — природные камни органического или минерального происхождения. Используются в ювелирном деле, медицине, химической промышленности.
• Песок, гравий, глина, мел, соли — твердые горные породы, используемые практически во всем областях промышленности.

Ресурсы и месторождения

На территории России представлено около 30 видов ископаемых. Вот описание главных месторождений и запасов лишь некоторых из них.

Нефть и газ

Нефть добывают в основном в восточных и северных частях страны, а также на шельфах морях Арктики и Дальнего Востока. В настоящее время активно осваиваются 2152 нефтяных месторождения. Ежегодно добывают до 600 млн. тонн, а прогнозируемые запасы исчисляются 50 млрд. тонн.

По запасам природного газа Россия занимает первое место в мире. В год добывается около 650 млрд. кубометров газа. Разведано более 10 месторождений, которые называют уникальными, так как прогнозируемые запасы в них превышают отметку в 1 трлн. кубометров.

Уголь

По добыче угля Россия занимает третье место в мире. Только разведанных запасов хватит стране на 400 лет. Угольные бассейны сосредоточены, в основном, на востоке страны — за Уральскими горами. Крупнейшими месторождениями являются Тунгусский (более 2200 млрд. тонн) и Ленский бассейны (1647 млрд. тонн).

Горючие сланцы

Основные месторождения сосредоточены на европейской части страны. Самым крупным является Прибалтийский сланцевый бассейн.

Торф

Основные запасы торфа находятся на азиатской части России. Всего разведано более 46 тыс. месторождений. Крупнейшее — Васюганское, где добывают 15% запасов торфа в РФ.

Железные руды

По залежам железных руд Россия занимает первое место в мире. Самые крупные месторождения сосредоточены на европейской части (Курская магнитная аномалия, Балтийский щит на Кольском полуострове, Бассейн КМА).

Марганец

В РФ добывают марганец в основном карбонатного типа. На сегодня разведано 14 месторождений на Урале, в Сибири и на Дальнем Востоке. Общее количество запасов — около 150 млн. тонн. Крупнейшие месторождения — Юркинское, Березовское, Полуночное.

Алюминий

Россия имеет достаточное количество запасов бокситов и нефелинов — на Урале и в Западной Сибири. Но проблема в том, что руды низкого качества, и добыча алюминия представляется затратной. Наиболее перспективны в этом отношении запасы бокситов Северо-уральского района.

Цветные металлы

По запасам руд цветных металлов Россия занимает 1 место в мире, а общая стоимость разведанных запасов — более 1, 8 трлн. долларов. Самые богатые залежи руд обнаружены в Восточной Сибири и на Таймыре. Так, например, доля России в мировом объеме добычи алмазов — 25%. Больше добывают только в ЮАР.

Нерудные строительные материалы

Специалисты отмечают главные проблемы, которые мешают России в полной мере использовать потенциал в сфере запасов полезных ископаемых — это недостаточное финансирование геологических изысканий, проблемы с налогообложением, нехватка обрабатывающих предприятий и невозможность обеспечить достаточный рынок сбыта.

Месторождением полезного ископаемого называется участок земной коры, в котором в результате тех или иных геологических процессов произошло накопление минерального вещества, по количеству, качеству и условиям залегания пригодного для промышленного использования. Полезные ископаемые бывают газообразные, жидкие и твердые. К газообразным относятся горючие газы углеводородного состава и негорючие инертные газы; к жидким - нефть и подземные воды; к твердым принадлежит большинство полезных ископаемых, которые используются как элементы или их соединения (железо, золото, бронза и др.), кристаллы (горный хрусталь, алмаз и др.), минералы (ископаемые соли, графит, тальк и др.) и горные породы (гранит, мрамор, глина и др.).

По промышленному использованию месторождения полезных ископаемых разделяются на рудные, или металлические; нерудные, или неметаллические; горючие и гидроминеральные (табл. 1).

Рудные месторождения в свою очередь подразделяются на месторождения черных, легких, цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов, а также рассеянных и редкоземельных элементов.

К нерудным месторождениям относятся месторождения химического, агрономического, металлургического, технического и строительного минерального сырья.

Месторождения горючих полезных ископаемых принято разделять на месторождения нефти, горючих газов, углей, горючих сланцев и торфа.

Гидроминеральные месторождения разделяют на подземные воды (питьевые, технические, минеральные) и нефтяные, содержащие ценные элементы в количестве, достаточном для их извлечения (бром, йод, бор, радий и др.).

Минеральное сырье используется для нужд промышленности как непосредственно, без предварительной переработки, так и для извлечения из него ценных, необходимых народному хозяйству природных химических соединений или элементов. В последнем случае оно называется рудой.

Руда представляет собой минеральный агрегат, в котором содержание ценного компонента (или компонентов) достаточно для промышленного извлечения. Количество минерального сырья в недрах называется его запасами. Качество минерального сырья, идущего на переработку, определяется содержанием в нем ценных компонентов. Для промышленной оценки некоторых видов полезных ископаемых, кроме того, имеет значение наличие в них вредных компонентов, затрудняющих переработку и использование руд. Чем выше содержание ценных и чем ниже концентрация вредных компонентов, тем больше ценность руды.

Минимальные запасы и содержание ценных компонентов, а также допустимое максимальное содержание вредных примесей в минеральном сырье, при которых возможна эксплуатация месторождения полезных ископаемых, называются промышленными кондициями. Промышленные кондиции не являются строго определенными и раз навсегда заданными.

Во-первых, они с развитием потребностей человечества в минеральном сырье исторически меняются.

Во-вторых, промышленные пределы уменьшаются благодаря совершенствованию техники добычи и переработки минерального сырья. В-третьих, промышленные кондиции на минеральное сырье различны для разных природных условий нахождения месторождений полезных ископаемых и определяются при помощи экономических расчетов.

Чем выше ценность минерального сырья, тем ниже промышленный кондиционный минимум по требованиям к запасам и к содержанию ценных компонентов. Однако оно всегда больше среднего содержания ценных элементов в горных породах земной коры (их кларков).