Понятие о полезных ископаемых и их классификация

 

 

ГЛАВА I. ПОНЯТИЕ О ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

1.1.Понятие о полезных  ископаемых

     Полезные ископаемые – минеральные образования земной коры, химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно использовать их в сфере минерального производства.

     Скопление полезных ископаемых образуют месторождения, а при больших площадях распространения – районы, провинции и бассейны. Полезные ископаемые находятся в земной коре в виде скоплений различного характера (жил, штоков, пластов, россыпей и других).

     Полезное ископаемое – природное минеральное образование, которое используется в народном хозяйстве в естественном виде или после предварительной обработки.

     Преобладают полезные ископаемые, находящихся в твердом состоянии; к жидким относятся нефть, рассолы, вода; к газообразным – природные горючие газы. Выделяют три группы полезных ископаемых: металлические, неметаллические и горючие. Металлические полезные ископаемые служат для извлечения из них металлов. Неметаллические полезные ископаемые объединяют строительные материалы (естественные и искусственные), рудоминеральное неметаллическое сырье (слюды, графит, алмазы) и химическое минеральное сырье (калийные соли, фосфаты, сера). Горючие ископаемые используются как энергетическое и металлургическое топливо; продукты их переработки служат сырьем для химической промышленности.   Признаками полезных ископаемых являются: спутники рудных месторождений (для золота – кварц, для платины – хромистый железняк и ток далее); обломки, валуны и т.д., попадающиеся в ложбинах рек; горные обнажения; минеральные источники; растительность. Полезные ископаемые имеют важнейшее значение в промышленности и хозяйстве. Наибольшее значение имеют уголь, нефть, газ, руды черных и цветных металлов, алмазы, золото.

1.2.Рудные и металлические  полезные ископаемые

 

     Металлические ресурсы (рудные) также широко распространены в земной коре. В отличие от топливных, генетически всегда связанных с осадочными отложениями, рудные залежи встречаются в отложениях как осадочного, так и в еще большей мере кристаллического происхождения. Территориально они также нередко образуют целые пояса рудонакопления, иногда такие гигантские, как Альпийско-Гималайский или Тихоокеанский.

Наиболее широко представлены в земной коре руды железа и алюминия.

     Бокситы — главное алюминиево содержащее сырье, состоящее в основном из гидроокислов алюминия. Месторождения их находятся в осадочных породах и большей частью связаны с участками коры выветривания, причем расположенными в пределах тропического и субтропического климатических поясов. В число главных бокситоносных провинций входят Средиземноморская в Европе, Гвинейская в Африке, Карибская в Латинской Америке и Северо-Австралийская. Общегеологические ресурсы бокситов обычно оценивают примерно в 250 млрд т, а разведанные их запасы - в 20-30 млрд т. Наибольшими запасами бокситов обладают страны: Гвинея, Австралия, Бразилия, Ямайка, Индия, Китай, Гайана, Суринам. Содержание глинозема в бокситах примерно такое же, как железа в железных рудах, поэтому запасы бокситов, как и запасы железных руд всегда оценивают по руде, а не по ее полезному компоненту.

 

1.3.Нерудные и неметаллические  полезные ископаемые

 

     Минеральные  соли с пластами солей Предуральского краевого прогиба и Прикаспийской синеклизы связаны месторождения хлорида натрия — поваренной соли. Образование соленосных пластов происходило в конце палеозоя (270 млн. лет назад) в существовавшей здесь огромной замкнутой лагуне. В условиях жаркого сухого климата в ней происходило осаждение галита — минерала каменной соли, а также накопление гипса. После исчезновения солеродного бассейна осталась огромная, покрытая солью равнина. Позднее соль была перекрыта другими осадочными породами. Давление этих пород на соль приводило к тому, что соляные пласты приобретали подвижность и текучесть. В зонах, ослабленных разломами, соль устремлялась по трещинам наверх, приподнимая и деформируя вышележащие породы.   Горообразовательные движения со стороны Урала сжимали лежащие у подножия гор соляные пласты, формируя соляные складки

          Асбест используется как огнестойкий и теплоизоляционный материал, например при изготовлении спецодежды для пожарных.

     Каолин используется для изготовления посуды и других фаянсовых изделий. Месторождения — на востоке области. Цвет чистых каолиновых глин — белый, а при наличии примесей он может принимать желтоватые, буроватые, красноватые оттенки. Каолиновые глины образуются в результате длительного выветривания гранитов, гнейсов в условиях влажного и теплого климата.

     Известняки состоят преимущественно из известнякового шпата с содержанием различных примесей — глин, углистых веществ.

    Гипсы распространены в Предуральском краевом прогибе, где они образуют пласты, покрывающие сверху соляные купола, или формируют самостоятельные складки. Гипс — мягкий минерал белого цвета с серыми, желтыми, розовыми и другими оттенками. Осаждение гипса происходило в условиях мелководного морского залива при жарком и сухом климате.

     Мел — мягкие белые породы, состоящие из мельчайших панцирей морских простейших (фораминифер), обломков раковин моллюсков, остатков скелетов морских ежей, мшанок, кораллов.

     Песок – это рыхлая, сыпучая горная порода бледно-жёлтой окраски, состоящая из обломков различных минералов (кварца, полевых шпатов, с примесью слюды и других), а также обломков горных пород и скелетов организмов. Образуется при разрушении горных пород. Песок используется в промышленности для производства стекла, литейных форм и в строительстве.

          Известняк - это осадочная горная порода органического, состоящая, главным образом, из кальцита, а также из доломита. Также встречается почти во всех регионах России, используется в основном в качестве строительного материала. Добывается также открытым способом.

     Мрамор (в переводе с греческого «блестящий камень») является разновидностью известняка. Может быть мягким и способным поглощать влагу или довольно твердым, почти не пропускающим воду. По области применения и возможным способам обработки и мраморы делят на белые, серые и цветные. Цветные мраморы могут иметь самую разную окраску – от желтой и розовой до зеленой или черной. Иногда в мраморе присутствуют прожилки другого цвета, и такой мрамор считается особенно ценным из-за своих высоких эстетических качеств. Используется в качестве отделочного материала. Встречается довольно редко, поэтому является достаточно ценным полезным ископаемым.

     Гранит - горная порода, состоящая из кварца, двух видов полевых шпатов  и слюды. Разнообразные сочетания этих компонентов определяют цвет, структуру гранита. Большинство гранитов – серого цвета, но иногда встречаются граниты черного, темно-красного и даже зеленого или голубовато-серого цветов.  Гранит легко поддается шлифовке и полировке. Основным преимуществом является  устойчивость к внешним воздействиям (так, например, гранит выдерживает температуры до 800 С°). Среди природных минералов по прочности он занимает второе место после алмаза.

     Яшма (от греческого "яспис" - пёстрый  камень) - кристаллическая горная порода, состоящая из кварца, халцедона и примесей других минералов (хлорита, слюды, пирита, окислы железа и марганца и других). Является полудрагоценным поделочный камень. Среди пород яшмы встречаются  почти бескварцевые, богатые гранатом. В зависимости от состава, рисунка, цвета и месторождений различают: агатовую яшму, египетскую яшму, ленточную яшму, плазму и другие.

     Агат - кристаллическая разновидность кварца со слоистой текстурой и полосчатым распределением окраски. Месторождения многочисленны, встречается как в изверженных, так и в осадочных породах.

     Алмаз – самый твёрдый в мире минерал, аллотропная форма углерода. В ювелирном деле используется в ограненном виде (бриллиант), является одним из самых ценных камней. Благодаря своей твёрдости и прочности алмаз также используется в промышленности для резки твёрдых материалов.       Изумруд – драгоценный камень (разновидность берилла) прозрачно-зелёной окраски. Некоторые виды изумруда ценятся даже дороже алмаза. Используется  в ювелирном деле.

     Рубин (от латинского «rubinus» - «красный») - минерал, разновидность корунда, относится к классу окислов. Корунды красного цвета называются рубинами, а синего сапфирами.

     Апатит (от греческого «арate» - «обман» - часто принимался за другие минералы), минерал из группы солей кальция, содержащий переменное количество фтора и хлора. В качестве примесей  иногда содержит до 10% окислов марганца, стронция и других элементов, а также менее 1% натрия, калия, бария. Кристаллы в основном шестигранные, удлинённо-призматические. В природе встречается в виде скрытокристаллических разностей. Цвет и оптические свойства меняются в зависимости от содержания примесей. В апатите зелёного цвета содержится большое количество железа, голубого – марганца.

     Распространён в основном в горных породах и образуется при различных геологических процессах. Также встречается в гранитах, пегматитах, кварцевых жилах, кристаллических сланцах. Используется для производства фосфорных удобрений и в химической промышленности для получения фосфорной кислоты, различных солей, а также фосфора и его соединений. Также применяется в чёрной и цветной металлургии, в керамической и стекольной промышленности.

     Бораты - минералы, соли ортоборной кислоты  и других кислот. Известно около 85 природных боратов. Фосфаты - соли и эфиры фосфорных кислот. Важное место фосфаты занимают и в биохимии, а именно в синтезе множества биологически активных веществ, а также в энергетике всех живых организмов. Барит - минерал бария из класса сульфатов. Прозрачные кристаллы барита используют в оптических приборах. Барит применяют для зашиты от рентгеновских лучей, для покрытий и изоляции в химических производствах.

     Все данные минералы используются в химической промышленности и для производства минеральных удобрений. Встречаются в горных районах страны, главным образом на Урале.

     Известняк - широко распространённая податливая порода, лёгкая в обработке, но достаточно прочная, несмотря на свою способность к растворению.

     Мрамор, благородный и прочный материал, часто использовался в облицовке зданий.    

     Фосфор, калий и азот. Для поддержания плодородия почв и получения высоких урожаев требуются удобрения.

     Калийные соли помогают растениям лучше переносить засуху и мороз, способствуют росту. Эти полезные ископаемые добывают в основном из соленосных отложений, образовавшихся на месте древних морей.

 

1.3.1.Топливные полезные  ископаемые 

 

     Образуется он постоянно. Каждую осень растения на болотах погибают и на их месте весной появляются новые. Так продолжается сотни и тысячи лет. И все это время, подобно сказочным крохотным гномам, микроорганизмы перерабатывают погибшие растения, и постепенно из болота образуется торфяник. Ученые подсчитали, что в нашей стране ежегодно образуется столько торфа, сколько мы его добываем за год.

     Торф — не только распространенное топливо, но и хорошее удобрение. То, что торф растительного происхождения, ни у кого не вызывает сомнения. Но то, что тяжелый, черный, блестящий кусок каменного угля имеет биографию, сходную с торфом, доказать было нелегко. Но, во-первых, на кусках добытого из недр Земли каменного угля хорошо видны отпечатки листьев деревьев, которые произрастали в далеком прошлом, и, во-вторых, ученые и в лаборатории искусственным путем из торфа получили каменный уголь.

     За последнее время уголь как топливо уступает место газу и нефти. Причин здесь несколько, но главных — две. Во-первых, газ и нефть при сгорании дают больше тепла. Во-вторых, их транспортировка по трубопроводам обходится намного дешевле, чем перевозка угля по железной дороге или морем.

     За последнее время уголь как топливо уступает место газу и нефти. Причин здесь несколько, но главных — две. Во-первых, газ и нефть при сгорании дают больше тепла. Во-вторых, их транспортировка по трубопроводам обходится намного дешевле, чем перевозка угля по железной дороге или морем.

Вода служит источником всего живого на нашей планете, источник энергии, источник руд (так как содержит растворённые частицы разных минералов), может использоваться и в быту, и в медицине... Нет другого такого полезного ископаемого, в котором так нуждался бы человек. Без воды или в условиях её дефицита земли становятся высохшими и безжизненными. Сейчас 1/3 населения земного шара страдает от нехватки воды. Воды рек и морей не знают границ, и загрязнение их на территории или в акватории одной страны влечет отравление природы в других. Поэтому охрана водных ресурсов — первоочередная проблема для всех стран мира.

 

 

1.3.2.Строительные материалы

 

Строительные материалы (строительные и облицовочные камни, наполнители, гидравлические добавки, минеральные краски и др.): гравий, песок, изверженные породы, мраморы, известняки, песчаники, пемза, мел, охры и др.; а также искусственные легкие наполнители бетонов: керамзит, шунгизит, вспученный перлит и другие, полученные путем термической обработки соответствующих горных пород и минералов.

 

1.3.3.Технические полезные  ископаемые

 

     Неметаллические полезные ископаемые, негорючие твёрдые горные породы или минералы, используемые в промышленности и строительстве в естественном виде или после механической, термической, химической обработки, а также для извлечения из них неметаллических элементов или их соединений.

       Разнообразие веществ, состава и свойств этих ископаемых предопределяет комплексный характер их использования, обычно разделяют по области их использования на 4 группы: горно-химическое сырьё (апатит, галит, сильвинит, карналлит, бишофит, полигалит, самородная сера, серный колчедан, целестин, барит, боросиликаты, селитры, природная соль и др.), большая часть которого используется для производства минеральных удобрений; горно-металлургическое сырьё, объединяющее неметаллические полезные и используемые для производства огнеупоров (огнеупорные глины, доломит, магнезит, кварциты и др.), в качестве флюсов (известняки, доломиты, кварциты, флюорит), формовочного материала (формовочные глины и пески), агломерации рудной мелочи (бентонитовые глины); строительные материалы, куда входят Нерудные строительные материалы (гранит, лабрадорит, диорит, известняк, доломит, мрамор, кварцит, туфы, песчаники и др.), керамическое и стекольное сырьё (тугоплавкие глины, пески, каолины, полевой шпат, волластонит, риолиты и др.), сырьё для производства вяжущих (легкоплавкие глины, известняк, мергель и др.), минеральные краски (охры, мумии и др.), тепло- и звукоизоляционные материалы (перлит, вермикулит); неметаллорудное сырьё, представленное техническими кристаллами (алмаз, пьезокварц, исландский шпат, мусковит, флогопит, агат и др.), драгоценными и поделочными камнями (алмаз ювелирный, изумруд, топаз, рубин, агат, малахит, бирюза, яшма, янтарь и др.); сюда же обычно относятся асбест, тальк, графит и Абразивные материалы (Корунд, наждак).