caractéristiques générales minéral
Tout d’abord, les minéraux sont des roches et des minéraux utilisés dans l’économie des pays.
Selon leur condition physique, ils peuvent être :
- solide - charbon, sel, minerai, marbre, etc. ;
- liquide – huile, eaux minérales;
- gazeux - gaz inflammable, hélium, méthane.
Lorsque leur utilisation est prise comme base, alors ils distinguent :
- combustibles - charbon, pétrole, tourbe ;
- minerai – minerais de roche, y compris le métal ;
- non métalliques – gravier, argile, sable, etc.
Un groupe distinct est représenté par les pierres précieuses et ornementales.
Les minéraux se sont formés de différentes manières et sont d’origine ignée, sédimentaire et métamorphique, dont la répartition à l’intérieur de la Terre suit certains modèles.
Les zones pliées sont généralement caractérisées par des zones ignées, c'est-à-dire minerais minéraux. Cette circonstance est due au fait qu'ils sont formés à partir du magma et de l'eau chaude qui s'en dégage. solutions aqueuses.
Le magma s'élève des entrailles de la terre à travers les fissures de la croûte terrestre et y gèle à différentes profondeurs.
En outre, des minerais peuvent être formés à partir de lave magmatique en éruption, qui refroidit relativement rapidement. Le magma est généralement introduit pendant une période de mouvements tectoniques actifs, de sorte que les minerais sont associés aux zones plissées de la planète.
Les minerais peuvent également se former sur les plaines de la plate-forme, mais dans ce cas, ils sont confinés au niveau inférieur de la plate-forme. Sur les plates-formes, les minerais sont associés à des boucliers, c'est-à-dire avec la fondation de la plate-forme atteignant la surface ou dans les endroits où la couverture sédimentaire n'est pas très épaisse et où la fondation se rapproche de la surface.
Un exemple d'un tel gisement est l'anomalie magnétique de Koursk en Russie et le bassin de Krivoï Rog en Ukraine.
Note 1
En général, le minerai est un agrégat minéral à partir duquel des métaux ou des composés métalliques peuvent être extraits technologiquement.
Les minerais métalliques sont associés à des zones de formation active de montagnes, mais la présence de montagnes ne signifie pas la présence de riches gisements. Un tiers de l’Europe, par exemple, est occupé par des montagnes, mais il existe très peu de grands gisements de minerai.
En fonction du domaine d'application, les minerais sont divisés en groupes - minerais de métaux ferreux, minerais de métaux non ferreux, minerais de métaux précieux et métaux radioactifs.
Un minerai tel que le minerai de fer constitue la base de la production de métaux ferreux - fonte, acier, produits laminés. Les plus grandes réserves minerais de fer concentré aux États-Unis, en Inde, en Chine, au Brésil et au Canada.
Il existe d'importants gisements distincts au Kazakhstan, en France, en Suède, en Ukraine, au Venezuela, au Pérou, au Chili, en Australie, au Libéria, en Malaisie et dans les pays d'Afrique du Nord.
En Russie, il existe d'importantes réserves de minerais de fer, en plus du KMA, dans l'Oural, Péninsule de Kola, en Carélie, en Sibérie.
Minerais de métaux ferreux
Parmi les minerais de métaux ferreux, les plus populaires et les plus utilisés dans l'industrie sont les minerais de fer.
Les minéraux tels que l'hématite, la magnétite, la limonite, la sidérite, la chamosite et la thuringite sont les principales roches contenant du fer.
La production mondiale de minerai de fer dépasse le milliard de tonnes. Le plus grand producteur de minerai de fer est la Chine, avec 250 millions de tonnes, tandis que la Russie en produit 78 millions de tonnes. Les États-Unis et l’Inde en produisent chacun 60 millions de tonnes, l’Ukraine 45 millions de tonnes.
L'extraction du minerai de fer aux États-Unis est réalisée dans la région du lac Supérieur et dans l'État du Michigan.
En Russie, le plus grand bassin de minerai de fer est le KMA, dont les gisements sont estimés entre 200 et 210 milliards de tonnes, soit 50 % des réserves planétaires. Le gisement couvre les régions de Koursk, Belgorod et Orel.
Pour la production d'acier allié et de fonte, le manganèse est utilisé comme additif d'alliage pour leur conférer résistance et dureté.
Les réserves industrielles mondiales de minerais de manganèse sont concentrées en Ukraine - 42,2 %. Il existe des minerais de manganèse au Kazakhstan, en Afrique du Sud, au Gabon, en Australie, en Chine et en Russie.
De grandes quantités de manganèse sont également produites au Brésil et en Inde.
Pour que l'acier ne rouille pas, soit résistant à la chaleur et aux acides, il faut du chrome, l'un des principaux composants des minerais de métaux ferreux.
Les experts suggèrent que sur les réserves mondiales de ce minerai, 15,3 milliards de tonnes de minerai de chromite à haute teneur se trouvent en Afrique du Sud, soit 79 %. Le chrome se trouve en petites quantités au Kazakhstan, en Inde, en Turquie et un gisement assez important de ce minerai se trouve en Arménie. Un petit gisement est en cours de développement en Russie, dans l'Oural.
Note 2
Le plus rare des métaux ferreux est le vanadium. Il est utilisé pour produire du fer de qualité et de l’acier de qualité. Le vanadium est très important pour l'industrie aérospatiale car son ajout fournit haute performance alliages de titane.
Lors de la production d'acide sulfurique, le vanadium est utilisé comme catalyseur. On ne le trouve pas sous sa forme pure, et le vanadium se trouve dans les minerais de titanomagnétite et se trouve parfois dans les phosphorites, les grès uranifères et les siltstones. Certes, sa concentration ne dépasse pas 2%.
Parfois, des quantités même importantes de vanadium peuvent être trouvées dans la bauxite, le lignite, les schistes bitumineux et le sable. Lors de l’extraction des principaux composants des matières premières minérales, le vanadium est obtenu comme sous-produit.
Selon les réserves enregistrées de ce minerai, les leaders sont l'Afrique du Sud, l'Australie et la Russie, et les principaux producteurs sont l'Afrique du Sud, les États-Unis, la Russie et la Finlande.
Minerais de métaux non ferreux
Les métaux non ferreux sont représentés par deux groupes :
- légers, ceux-ci incluent l'aluminium, le magnésium, le titane ;
- les plus lourds sont le cuivre, le zinc, le plomb, le nickel et le cobalt.
De tous les métaux non ferreux, l’aluminium est le plus abondant dans la croûte terrestre.
Parmi lui propriétés physiques Tels que la faible densité, la conductivité thermique élevée, la plasticité, conductivité électrique, résistance à la corrosion. Ce métal se prête bien au forgeage, à l’emboutissage, au laminage et à l’étirage. Il peut être facilement cuisiné.
La matière première de l'aluminium métallique est l'alumine, obtenue en traitant des minerais de bauxite et de néphéline.
Il existe des réserves de bauxite en Guinée, au Brésil, en Australie et la Russie se classe au 9ème rang.
Les réserves russes de bauxite sont concentrées dans les régions de Belgorod et de Sverdlovsk, ainsi que dans la République de Komi. La bauxite russe est de mauvaise qualité. Les minerais de néphéline se trouvent sur la péninsule de Kola. La Russie se classe au 6ème rang mondial pour la production d'alumine. Toute l'alumine est produite à partir de matières premières nationales.
Le titane a été découvert en 1791. Ses caractéristiques distinctives sont une résistance élevée et une résistance à la corrosion. Pour l'industrie, le principal type de minerais de titane sont les placers côtiers et marins. De tels grands placers sont connus en Russie, en Australie, en Inde, au Brésil, en Nouvelle-Zélande, en Malaisie et au Sri Lanka.
Les dépôts de titane sont complexes et contiennent du zirconium.
Les métaux non ferreux légers comprennent le magnésium, qui a été utilisé relativement récemment dans l'industrie. Pendant les années de guerre, la majeure partie était utilisée pour la production d’obus incendiaires, de bombes et de fusées éclairantes.
Les matières premières pour la production de magnésium sont confinées à de nombreuses régions de la planète. Le magnésium se trouve dans la dolomite, la carnallite, la bischofite, la kainite et d'autres roches répandues dans la nature.
Les États-Unis représentent environ 41 % de la production mondiale de magnésium métallique et 12 % de ses composés.
Outre les États-Unis, la Turquie et la RPDC sont d’importants producteurs de magnésium métallique. Les fabricants de composés de magnésium sont la Russie, la Chine, la Corée du Nord, l'Autriche, la Grèce et la Turquie.
Parmi les métaux lourds non ferreux, se distingue le cuivre, qui est un élément plastique de teinte rose doré, en plein air recouvert d'un film d'oxygène.
Une caractéristique distinctive du cuivre est ses propriétés antibactériennes élevées. Dans les alliages avec le nickel, l'étain, l'or et le zinc, il est utilisé dans l'industrie.
Après le Chili et les États-Unis, la Russie occupe le troisième rang mondial en termes de réserves de cuivre.
Outre le cuivre natif, les matières premières pour sa production sont la chalcopyrite et la bornite. Les gisements de cuivre sont répandus aux États-Unis - dans les Montagnes Rocheuses, dans le Bouclier canadien et dans les provinces du Québec, de l'Ontario au Canada, au Chili et au Pérou, dans la ceinture de cuivre de la Zambie, de la RDC, en Russie, au Kazakhstan, en Ouzbékistan et en Arménie.
Les principaux et plus grands producteurs de ce métal sont le Chili et les États-Unis, ainsi que le Canada, l'Indonésie, le Pérou, l'Australie, la Pologne, la Zambie et la Russie.
Le zinc a d'abord été obtenu à partir de la calamine, essentiellement du carbonate de zinc ZnCO2. Aujourd'hui, le zinc est obtenu à partir de minerais sulfurés, dont les plus importants sont la blende de zinc et la marmatite.
Les minerais de zinc sont extraits au Canada, aux États-Unis, en Russie, en Australie, au Mexique, Afrique centrale, Kazakhstan, Japon et autres pays.
Les grands producteurs de minerai de zinc sont le Japon et les États-Unis, qui en sont également les principaux importateurs.
Le nickel, connu depuis l'Antiquité, lorsqu'il est ajouté à l'acier, augmente sa ténacité, son élasticité et ses propriétés anticorrosion.
Le cobalt a été obtenu pour la première fois en 1735. Aujourd'hui, il est utilisé pour produire des alliages ultra-durs.
La matière première du plomb est son principal minerai, la galène. Les minerais de plomb sont extraits dans de nombreux pays et ses principaux producteurs sont l'Australie, la Chine, le Pérou et le Canada.
L'extraction du plomb est réalisée au Kazakhstan, en Russie, au Mexique, en Suède, en Afrique du Sud et au Maroc. Il existe d'importants gisements de plomb en Ouzbékistan, au Tadjikistan et en Azerbaïdjan.
En Russie, les gisements de plomb sont concentrés dans l'Altaï, la Transbaïkalie, la Yakoutie, Primorye et le Caucase du Nord.
Les roches sédimentaires (SRP) se forment lors de la destruction mécanique et chimique des roches ignées sous l'influence de l'eau, de l'air et de la matière organique.
Les roches sédimentaires sont des roches qui existent dans des conditions thermodynamiques caractéristiques de la partie superficielle. la croûte terrestre, et formé à la suite du redéposition de produits d'altération et de la destruction de diverses roches, des précipitations chimiques et mécaniques de l'eau, de l'activité vitale des organismes ou des trois processus simultanément.
Sous l’influence du vent, du soleil, de l’eau et des changements de température, les roches ignées sont détruites. Des fragments meubles de roches ignées forment des dépôts meubles et à partir d'eux se forment des couches de roches sédimentaires d'origine clastique. Au fil du temps, ces roches se compactent et forment des roches sédimentaires relativement dures et denses.
Plus des trois quarts de la superficie continentale sont couverts par des conditions géologiques géologiques, c'est pourquoi elles sont le plus souvent traitées lors de travaux géologiques. De plus, la grande majorité des gisements minéraux sont génétiquement ou spatialement liés à l’UGP. Dans l'UGP, les restes d'organismes disparus sont bien conservés, à partir desquels on peut retracer l'histoire du développement de diverses parties de la Terre. Les roches sédimentaires contiennent des fossiles (fossiles). En les étudiant, vous pourrez découvrir quelles espèces habitaient la Terre il y a des millions d’années. Fossiles (lat. fossilis - fossile) - restes fossiles d'organismes ou traces de leur activité vitale appartenant à des époques géologiques précédentes.
Riz. Fossiles : a) trilobites (arthropodes marins trouvés aux périodes cambrienne, ordovicienne, silurienne et dévonienne) et b) plantes fossilisées.
Le matériel de départ pour la formation de l’UCP est minéraux, formé par la destruction de minéraux et de roches préexistants d'origine ignée, métamorphique ou sédimentaire et transporté sous forme de particules ou de matières dissoutes. La science de la « lithologie » étudie les roches sédimentaires.
Divers facteurs géologiques participent à la formation des roches sédimentaires : destruction et redéposition des produits de destruction des roches préexistantes, précipitations mécaniques et chimiques de l'eau et activité vitale des organismes. Il arrive que plusieurs facteurs participent à la formation d'une race particulière. Cependant, certaines roches peuvent se former de différentes manières. Ainsi, les calcaires peuvent être d'origine chimique, biogénique ou clastique.
Exemples de roches sédimentaires : graviers, sables, galets, argiles, calcaires, sel, tourbe, schistes bitumineux, houille et lignite, grès, phosphorite, etc.
Les roches ne sont pas éternelles et évoluent avec le temps. Le diagramme montre le processus de cyclage des roches.
Riz. Le processus de cyclisme rock.
Selon leur origine, les roches sédimentaires sont divisées en trois groupes : clastique, chimique et organique.
Roches clastiques se forment lors des processus de destruction, de transport et de dépôt de fragments de roche. Il s'agit le plus souvent d'éboulis, de galets, de sables, de loams, d'argiles et de loess. Les roches clastiques sont divisées par taille :
· clastique grossier(> 2 mm) ; fragments à angle aigu - gruss, pierre concassée, cimentés par des schistes argileux, forment des brèches, et fragments arrondis - graviers, cailloux - conglomérats) ;
- moyennement clastique(de 2 à 0,5 mm) – former des sables ;
finement clastique ou poussiéreux– former du loess ;
- finement clastique ou argileuse (< 0,001 мм) – при уплотнении превращаются в глинистые сланцы.
Roches sédimentaires d'origine chimique– les sels et dépôts formés à partir de solutions aqueuses saturées. Ils ont une structure en couches et sont constitués de minéraux halogénures, d’acide sulfurique et de carbonate. Il s'agit notamment du sel gemme, du gypse, de la carnallite, de l'opoka, de la marne, des phosphorites, des nodules de fer-manganèse, etc. (Tableau 2.4). Ils peuvent se former en mélange avec des sédiments clastiques et organiques.
La marne se forme lorsque le carbonate de calcium est éliminé du calcaire, contient des particules d'argile, est dense et de couleur claire.
Nodules de fer-manganèse se forment à partir de solutions colloïdales et sous l'influence de micro-organismes et créent des gisements sphériques de minerais de fer. Les phosphorites se forment sous forme de nodules pinéaux forme irrégulière, à la fusion desquelles apparaissent des dalles de phosphorite - des gisements de minerais de phosphorite de couleurs grises et brunâtres.
Les roches d'origine organique sont répandues dans la nature - ce sont des restes d'animaux et de plantes : coraux, calcaires, coquillages, radiolaires, diatomées et divers limons organiques noirs, tourbe, houille et houille, pétrole.
L'épaisseur sédimentaire de la croûte terrestre se forme sous l'influence du climat, des glaciers, du ruissellement, de la formation des sols, de l'activité vitale des organismes, et se caractérise par la zonalité : limons de fond zonaux dans l'océan mondial et sédiments continentaux sur terre (glaciaires et fluvio (glaciaire dans les régions polaires, tourbe dans la taïga, sels dans le désert, etc.). Strates sédimentaires accumulées sur plusieurs millions d’années. Pendant ce temps, le modèle de zonation a changé à plusieurs reprises en raison de changements dans la position de l'axe de rotation de la Terre et d'autres raisons astronomiques. Pour chaque époque géologique spécifique, il est possible de reconstruire un système de zones avec la différenciation correspondante des processus de sédimentation. La structure de la coquille sédimentaire moderne est le résultat du chevauchement de nombreux systèmes zonaux d'époques différentes.
Dans la majeure partie du monde, la formation de sols se produit sur des roches sédimentaires. Dans la partie nord de l'Asie, de l'Europe et de l'Amérique, de vastes zones sont occupées par des roches déposées par les glaciers du Quaternaire (moraine) et par les produits de leur érosion par la fonte des eaux glaciaires.
Loams morainiques et loams sableux. Ces roches se distinguent par leur composition hétérogène : elles représentent une combinaison d'argile, de sable et de rochers de différentes tailles. Les sols limoneux sableux contiennent plus de Si02 et moins d’autres oxydes. La couleur est majoritairement rouge-brun, parfois fauve ou marron clair ; la construction est serrée. Les dépôts morainiques contenant des rochers calcaires constituent un environnement plus favorable aux plantes.
Couvrir les argiles et les loams- des roches de terre fine, sans blocs. Ils sont constitués majoritairement de particules de moins de 0,05 mm de diamètre. La couleur est jaune brunâtre, la plupart ont une fine porosité. Contient plus de nutriments que les sables décrits ci-dessus.
Les loams et les loess semblables à du loess sont des roches sans rochers, à terre fine, carbonatées, fauves et jaune-fauve, finement poreuses. Le loess typique se caractérise par une prédominance de particules d'un diamètre de 0,05 à 0,01 mm. Il existe également des variétés avec une prédominance de particules d'un diamètre inférieur à 0,01 mm. La teneur en carbonate de calcium varie de 10 à 50 %. Les couches supérieures des loams de type loess sont souvent exemptes de carbonate de calcium. La partie non carbonatée est dominée par le quartz, les feldspaths et les minéraux argileux.
Écorce rouge patinée. Dans les pays aux climats tropicaux et subtropicaux, les sédiments de terres fines d'âge tertiaire sont répandus. Ils se distinguent par une couleur rougeâtre, très enrichie en aluminium et en fer et appauvrie en autres éléments.
Un exemple typique : les latérites, roche de couleur rouge riche en fer et en aluminium des zones tropicales chaudes et humides, formée par l'altération des roches.
Riz. Croûtes d'altération latéritiques
Substrat rocheux. Dans de vastes zones, des roches marines et continentales d’âge pré-Quaternaire émergent à la surface, collectivement appelées « substrat rocheux ». Les races nommées sont particulièrement courantes dans la région de la Volga, ainsi que dans les contreforts et les pays montagneux. Parmi le substrat rocheux, les loams et argiles carbonatés et marneux, les calcaires et les dépôts sableux sont répandus. Il est à noter que de nombreux substrats sableux sont enrichis en éléments nutritifs. En plus du quartz, ces sables contiennent des quantités importantes d'autres minéraux : micas, feldspaths, certains silicates, etc. En tant que roche mère, ils diffèrent fortement des anciens sables quartzeux alluviaux. La composition du substrat rocheux est très diversifiée et insuffisamment étudiée.
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Minéraux de Russie
Notre pays possède des quantités suffisantes de presque tous les types de minéraux.
Les minerais de fer sont confinés aux fondations cristallines des anciennes plates-formes. Il existe d'importantes réserves de minerai de fer dans la zone de l'anomalie magnétique de Koursk, où les fondations de la plate-forme sont très élevées et recouvertes d'une couverture sédimentaire d'épaisseur relativement faible. Cela vous permet d'extraire du minerai dans des carrières. Une variété de minerais sont également confinés au Bouclier Baltique - fer, cuivre-nickel, apatite-néphéline (utilisée pour la production d'aluminium et d'engrais) et bien d'autres. La couverture de l'ancienne plate-forme de la plaine d'Europe de l'Est contient divers minéraux d'origine sédimentaire. Le charbon est extrait dans le bassin de Pechora. Entre la Volga et l'Oural. en Bachkirie et en Tataria, il existe d'importantes réserves de pétrole et de gaz. De grands gisements de gaz sont en cours de développement dans le cours inférieur de la Volga. Au nord de la plaine caspienne, dans la région des lacs Elton et Baskunchak, le sel gemme (de table) est extrait. De grandes réserves de potasse et sels de table sont développés dans l'Oural, la Polésie et la région des Carpates. Dans de nombreuses régions de la plaine d'Europe de l'Est - sur les hautes terres de la Russie centrale, de la Volga et de Volyn-Podolsk - sont extraits du calcaire, du sable de verre et de construction, de la craie, du gypse et d'autres ressources minérales.
Au sein de la plate-forme sibérienne, divers gisements de minerais sont confinés au socle cristallin. De grands gisements de minerais de cuivre-nickel, de cobalt et de platine sont associés à l'introduction de basaltes. A grandi dans la région où ils ont été développés La plus grande ville Région polaire - Norilsk. Des réserves d'or et de minerai de fer, de mica, d'amiante et d'un certain nombre de métaux rares sont associées aux intrusions granitiques du bouclier d'Aldan. Dans la partie centrale de la plate-forme, des tubes d'explosion volcanique se sont formés le long d'étroites failles dans la fondation. En Yakoutie, l'extraction industrielle de diamants est pratiquée dans un certain nombre d'entre eux. Dans la couverture sédimentaire de la plate-forme sibérienne se trouvent d'importants gisements de charbon (Yakoutie). Sa production a fortement augmenté avec la construction du chemin de fer Baïkal-Amour. Au sud de la plate-forme se trouve le gisement de lignite Kansko-Achinskoye. Dans les dépressions de la couverture sédimentaire se trouvent des gisements de pétrole et de gaz prometteurs.
Sur le territoire de la plaque de Sibérie occidentale, seuls des minéraux d'origine sédimentaire ont été découverts et sont en cours d'exploitation. Les fondations de la plate-forme se trouvent à une profondeur de plus de 6 000 mètres et ne sont pas encore accessibles au développement. Les plus grands gisements de gaz sont développés dans la partie nord de la plaque de Sibérie occidentale, et les gisements de pétrole sont développés au milieu. De là, le gaz et le pétrole sont acheminés par pipelines vers un certain nombre de régions de notre pays et vers les pays d'Europe occidentale et orientale.
Les plus divers dans leur origine et leur composition sont les gisements minéraux des montagnes. Les anciennes structures plissées de l’âge du Baïkal sont associées à des gisements de minéraux dont la composition est similaire aux fossiles du sous-sol des anciennes plates-formes. Dans les plis détruits de l'âge du Baïkal se trouvent des gisements d'or (mines de Lena). La Transbaïkalie possède d'importantes réserves de minerais de fer, de polymétaux, de grès cuivreux et d'amiante.
Les structures plissées calédoniennes combinent principalement des gisements de minéraux métamorphiques et sédimentaires.
Les structures plissées de l’âge hercynien sont également riches en divers minéraux. Dans l'Oural, on extrait des minerais de fer et de cuivre-nickel, du platine, de l'amiante et des pierres précieuses et semi-précieuses. De riches minerais polymétalliques sont développés dans l'Altaï. Dans les dépressions parmi les structures plissées de l’âge hercynien se trouvent de gigantesques réserves de charbon.
Le vaste bassin houiller de Kuznetsk est situé dans les contreforts de Kuznetsk Alatau.
Dans les zones de plissement mésozoïque, il existe des gisements d'or dans la Kolyma et dans les contreforts de la crête Chersky, d'étain et de métaux communs dans les montagnes Sikhote-Alin.
Dans les structures montagneuses de l'âge cénozoïque, les gisements minéraux sont moins courants et ils ne sont pas aussi riches que dans les montagnes aux structures plissées plus anciennes. Les processus de métamorphisme et, par conséquent, de minéralisation y étaient plus faibles. De plus, ces montagnes sont moins détruites et leurs anciennes couches internes se trouvent souvent à une profondeur qui n'est pas encore accessible à l'exploitation. De toutes les montagnes du Cénozoïque, le Caucase est la plus riche en minéraux. En raison des fractures intenses de la croûte terrestre et des épanchements et intrusions de roches ignées, les processus de minéralisation se sont produits de manière plus intensive. Les polymétaux, le cuivre, sont extraits dans le Caucase. minerais de tungstène, de molybdène et de manganèse.
Minéraux de roches sédimentaires
À la surface de la Terre, sous l'action de divers facteurs exogènes, des sédiments se forment, qui sont ensuite compactés, subissent divers changements physico-chimiques - diagenèse et se transforment en roches sédimentaires. Les roches sédimentaires couvrent environ 75 % de la surface des continents d'une fine couche. Beaucoup d’entre eux sont des minéraux, d’autres en contiennent.
Les roches sédimentaires sont divisées en trois groupes :
Roches clastiques résultant de la destruction mécanique d'éventuelles roches et de l'accumulation des fragments qui en résultent ;
Les roches argileuses, qui sont le produit de la destruction principalement chimique des roches et de l'accumulation de minéraux argileux qui en résulte ;
Roches chimiques (chimiogènes) et organogènes formées à la suite de processus chimiques et biologiques.
Lorsque vous décrivez les roches sédimentaires, tout comme les roches ignées, vous devez prêter attention à leur composition minérale et à leur structure. La première est une caractéristique déterminante des roches chimiques et organogènes, ainsi que des roches argileuses, lorsqu'elles sont étudiées au microscope. Les roches clastiques peuvent contenir des fragments de minéraux et de roches.
La caractéristique la plus importante caractérisant la structure des roches sédimentaires est leur texture en couches. La formation de stratifications est associée aux conditions d'accumulation de sédiments. Toute modification de ces conditions entraîne soit une modification de la composition du matériau déposé, soit un arrêt de son approvisionnement. Dans la coupe, cela conduit à l'apparition de couches séparées par des surfaces de litage et souvent différentes par leur composition et leur structure. Les couches sont des corps plus ou moins plats dont les dimensions horizontales sont plusieurs fois supérieures à leur épaisseur (épaisseur). L'épaisseur des couches peut atteindre des dizaines de mètres ou ne pas dépasser des fractions de centimètre. L’étude des stratifications fournit de nombreux éléments pour comprendre les conditions paléogéographiques dans lesquelles se sont formées les strates sédimentaires étudiées. Par exemple, dans les mers éloignées de la côte, dans des conditions de régime de mouvement de l'eau relativement calme, des couches parallèles, principalement horizontales se forment, dans des conditions côtières-marines - diagonales, dans les écoulements marins et fluviaux - obliques, etc. Une caractéristique texturale importante des roches sédimentaires est également la porosité, qui caractérise leur degré de perméabilité à l'eau, au pétrole, aux gaz, ainsi que leur stabilité sous charges. Seuls des pores relativement grands sont visibles à l’œil nu ; les plus petits peuvent être facilement détectés en vérifiant l’intensité de l’absorption d’eau par la roche. Par exemple, les roches avec une porosité fine et invisible collent à la langue.
La structure des roches sédimentaires reflète leur origine - les roches clastiques sont constituées de fragments de roches et de minéraux plus anciens, c'est-à-dire avoir une structure clastique; les argileux sont composés de minuscules grains de minéraux à prédominance argileuse, invisibles à l'œil nu - structure pélitique ; chimiogéniques ont soit une structure cristalline (de clairement visible à cryptocristalline), soit amorphe, soit organogène, isolée dans les cas où la roche est une accumulation de parties squelettiques d'organismes ou de leurs fragments.
La plupart des roches sédimentaires sont le produit de l'altération et de l'érosion de matériaux provenant de roches préexistantes. Une minorité de sédiments provient de matières organiques, de cendres volcaniques, de météorites et d'eaux salées. Il existe des sédiments terrigènes (Tableau 1), sédiments d'origine organique, volcanique, magmatique et extraterrestre.
Tableau 1. Matériau composant les roches sédimentaires
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Composants principaux |
Composants secondaires |
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Clastique |
Libéré chimiquement |
Introduit |
Roches formées au cours du processus de changement |
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Débris Quartzites Schistes cristallins, phyllites, schistes argileux (ardoise) Grès Roches pyroclastiques grossières (bombes volcaniques, débris) Des éclats de verre, des cendres volcaniques Grains minéraux Calcédoine, silex, jaspe Feldspath Moscovite Magnétite, ilménite Hornblende, pyroxène Des minéraux argileux |
Calcite, autres carbonates Opale, calcédoine (quartz) Glauconite Oxydes de manganèse Matériau carbonaté Anhydrite |
Opale, calcédoine Carbonates Hydroxydes de fer |
Minéraux de mica Anhydrite Glauconite |
Minéraux extraits de roches sédimentaires
Les roches sédimentaires revêtent une importance pratique et théorique extrêmement importante. À cet égard, aucune autre roche ne peut se comparer à elles.
Les roches sédimentaires sont les plus importantes sur le plan pratique : ce sont les minéraux, les fondations des bâtiments et les sols.
L'humanité extrait plus de 90 % de ses minéraux des roches sédimentaires. La plupart d'entre eux proviennent uniquement de roches sédimentaires : pétrole, gaz, charbon et autres combustibles fossiles, aluminium, manganèse et autres minerais, matières premières cimentières, sels, fondants pour la métallurgie, sables, argiles, engrais, etc.
Minerais de métaux ferreux et non ferreux. Métal de base technologie moderne— le fer est extrait presque entièrement (à plus de 90 %) des sédilites, si l'on prend également en compte les quartzites ferrugineux du Précambrien, qui sont actuellement des roches métamorphiques, mais conservent leur composition sédimentaire d'origine. Les principaux minerais restent encore de jeunes gisements oolithiques mésozoïques marins et continentaux de types marins alluviaux, deltaïques et côtiers et des croûtes d'altération des pays tropicaux: Cuba, Amérique du Sud, la Guinée et d'autres pays d'Afrique équatoriale, l'Inde et Océans Pacifique, Australie. Ces minerais sont généralement purs, facilement accessibles pour l’exploitation à ciel ouvert, souvent prêts pour le processus métallurgique, et leurs réserves sont colossales. Les quartzites ferreux, ou jaspilites, de l'Archéen et du Protérozoïque commencent à rivaliser avec eux, gigantesques, dont les réserves sont disponibles sur tous les continents, mais ils nécessitent d'être enrichis. Ils sont également développés par l'exploitation minière à ciel ouvert, par exemple dans les carrières Mikhailovsky et Lebedinsky de la KMA, en Ukraine, en Australie-Méridionale et dans d'autres pays. Outre ces deux types principaux, les minerais de sidérite du Protérozoïque (Riphéen) de Bakal (Bachkirie) sont importants. D'autres types sont les marais lacustres (les usines de minerai de fer de Petrozavodsk y travaillaient sous Pierre le Grand), les volcanogènes-sédimentaires (cascades de limonite, etc.), les nodules sidérites des strates houillères paralytiques sont d'importance secondaire.
Les minerais de manganèse sont extraits à 100 % de roches sédimentaires. Leurs principaux types de gisements sont marins peu profonds, confinés aux sponolithes, aux sables et aux argiles. Il s'agit des gisements géants de Nikopol (Ukraine), de Chiatura (Géorgie occidentale), du versant oriental de l'Oural (Polunochnoye, Marsyaty, etc.), ainsi que de Laba (Caucase du Nord) et de Mangyshlak. Le plus frappant est que presque tous sont confinés à un intervalle de temps étroit : l’Oligocène. Le deuxième type est celui des minerais volcanogènes-sédimentaires du Paléozoïque, principalement du Dévonien : dans l'Oural dans le creux eugéosynclinal de Magnitogorsk, souvent en jaspe ; au Kazakhstan - dans les dépressions de la région d'Atasu, etc. Les nodules de ferromanganèse des océans sont des minerais mineurs de manganèse. Ce métal ne peut être extrait que comme sous-produit du cobalt, du nickel et du cuivre.
Les minerais de chrome, au contraire, sont extraits principalement de roches ignées, et les roches sédimentaires ne représentent que 7 %.
Tous les autres composants de la métallurgie ferreuse - flux - qui abaissent le point de fusion (calcaires), coke (charbons à coke), sables de fonderie - sont entièrement extraits de roches sédimentaires.
Les minerais de métaux non ferreux et légers sont extraits à 100 à 50 % de roches sédimentaires. L'aluminium est entièrement fondu à partir de la bauxite, tout comme les minerais de magnésium issus de magnésites d'origine sédimentaire. Les principaux types de gisements de bauxite sont des croûtes d'altération modernes ou méso-cénozoïques à profil latéritique, se développant dans la zone tropicale humide de la Terre. D'autres types sont des croûtes d'altération latéritiques redéposées provenant de transports proches (colluvions, alluvions, ceintures karstiques) ou un peu plus éloignés (lagons côtiers et autres zones calmes). Les plus grands gisements de ce type sont ceux du Carbonifère inférieur de Tikhvin, du Bonnet Rouge du Dévonien moyen, de Cheremukhovskoye et d'autres gisements qui composent la région de bauxite du nord de l'Oural (SUBR), d'Amérique du Nord (Arkansas, etc.), de Hongrie, etc.
Le magnésium est extrait principalement des magnésites et en partie des dolomies d'origine sédimentaire. Les plus grands gisements de Russie et du monde sont les gisements Riphean Satka en Bachkirie, d'origine métasomatique, apparemment catagénétique, basée sur des dolomies primaires. L'épaisseur des corps de magnésite atteint plusieurs dizaines de mètres et l'épaisseur de l'épaisseur est de 400 m.
Les minerais de titane sont à 80 % sédimentaires, placers (rutile, ilménite, titanomagnétites, etc.), constitués de minéraux résiduels mobilisés à partir de roches ignées.
Les minerais de cuivre sont à 72 % sédimentaires - grès cuivreux, argiles, schistes, calcaires, roches volcaniques-sédimentaires. Pour la plupart, ils sont associés à des formations arides de couleur rouge du Dévonien, du Permien et d’autres âges. Les minerais de nickel sont à 76 % sédimentaires, principalement des croûtes d'altération de roches ultrabasiques, les minerais de plomb-zinc sont à 50 % volcano-sédimentaires, hydrothermaux-sédimentaires et les minerais d'étain - placers de cassitérite - sont à 50 % sédimentaires.
Les minerais d'éléments « mineurs » et rares sont 100 à 75 % sédimentaires : 100 % zircon-hafnium (placeurs de zircons, rutiles, etc.), 80 % de cobalt, 80 % de terres rares (monazite et autres placers) et 75 % de tantale. niobium, également en grande partie alluviale.
Minéraux sédimentaires le plus typique pour les plates-formes, puisque le couvercle de la plate-forme se trouve là. Il s'agit principalement de minéraux et de combustibles non métalliques, parmi lesquels le charbon et les schistes bitumineux jouent le rôle principal. Ils se sont formés à partir des restes de plantes et d'animaux accumulés dans les parties côtières des mers peu profondes et dans les conditions des lacs et des marais. Ces abondants restes organiques ne pourraient s’accumuler que dans des conditions suffisamment humides et chaudes, favorables à un développement luxuriant. Dans des conditions chaudes et sèches, dans les mers peu profondes et les lagons côtiers, des sels s'accumulent et sont utilisés comme matières premières.
Exploitation minière
Il existe plusieurs façons exploitation minière. Premièrement, il s'agit d'une méthode ouverte dans laquelle les roches sont extraites dans des carrières. C'est plus avantageux économiquement, car cela permet d'obtenir un produit moins cher. Cependant, une carrière abandonnée peut entraîner la formation d’un vaste réseau. La méthode d'extraction du charbon nécessite des dépenses importantes et est donc plus coûteuse. La méthode de production de pétrole la moins chère est la production de pétrole par flux, lorsque le pétrole monte à travers un puits sous les gaz de pétrole. La méthode d'extraction par pompage est également courante. Il existe également des méthodes spéciales d'exploitation minière. Ils sont appelés géotechnologiques. Avec leur aide, le minerai est extrait des profondeurs de la Terre. Cela se fait en téléchargeant eau chaude, solutions en couches contenant les minéraux nécessaires. D'autres puits pompent la solution résultante et séparent le composant précieux.
Le besoin en minéraux ne cesse de croître, la production augmente, mais les minéraux sont des ressources naturelles épuisables, il est donc nécessaire de les utiliser de manière plus économique et plus complète.
Il y a plusieurs moyens de le faire:
- réduire les pertes de minéraux lors de leur extraction ;
- une extraction plus complète de tous les composants utiles de la roche ;
- utilisation intégrée des ressources minérales;
- rechercher de nouveaux gisements plus prometteurs.
Ainsi, l’orientation principale de l’utilisation des minéraux dans les années à venir ne devrait pas être une augmentation du volume de leur production, mais une utilisation plus rationnelle.
À recherches modernes ressources minérales, il est nécessaire d'utiliser non seulement les dernières technologies et des instruments sensibles, mais également une prévision scientifique pour la recherche de gisements, ce qui permet de mener une exploration ciblée du sous-sol sur une base scientifique. C'est grâce à de telles méthodes que les gisements de diamants en Yakoutie ont d'abord été prédits scientifiquement, puis découverts. Une prévision scientifique repose sur la connaissance des connexions et des conditions de formation des minéraux.
Brève description des principaux minéraux
Le plus dur de tous les minéraux. Sa composition est du carbone pur. On le trouve dans les placers et sous forme d'inclusions dans les roches. Les diamants sont incolores, mais on les trouve également dans différentes couleurs. Un diamant taillé s’appelle un diamant. Son poids est généralement mesuré en carats (1 carat = 0,2 g). Le plus gros diamant a été trouvé à Yuzhnaya : il pesait plus de 3 000 carats. La plupart des diamants sont extraits en Afrique (98 % de la production du monde capitaliste). En Russie, d'importants gisements de diamants se trouvent en Yakoutie. Les cristaux clairs sont utilisés pour fabriquer des pierres précieuses. Avant 1430, les diamants étaient considérés comme des pierres précieuses courantes. La pionnière pour eux était la Française Agnès Sorel. En raison de leur dureté, les diamants opaques sont utilisés industriellement pour la taille et la gravure, ainsi que pour le polissage du verre et de la pierre.
Un métal mou et malléable, de couleur jaune, lourd et ne s'oxyde pas à l'air. Dans la nature, on le trouve principalement sous sa forme pure (pépites). La plus grosse pépite, pesant 69,7 kg, a été trouvée en Australie.
L'or se trouve également sous forme de placers - c'est le résultat de l'érosion du gisement, lorsque des grains d'or sont libérés et emportés, formant des placers. L'or est utilisé dans la fabrication d'instruments de précision et de divers bijoux. En Russie, l’or se trouve à l’intérieur et à l’extérieur. À l'étranger - au Canada, . Étant donné que l’or est présent dans la nature en petites quantités et que son extraction est associée à des coûts élevés, il est considéré comme un métal précieux.
Platine(de l'espagnol plata - argent) - un métal précieux allant du blanc au gris acier. Il se caractérise par son caractère réfractaire, sa résistance aux influences chimiques et sa conductivité électrique. Il est extrait principalement dans les placers. Il est utilisé pour la fabrication de verrerie chimique, en électrotechnique, en bijouterie et en dentisterie. En Russie, le platine est extrait dans l'Oural et en Sibérie orientale. À l'étranger - en Afrique du Sud.
Pierres précieuses(gemmes) - corps minéraux avec une belle couleur, brillance, dureté et transparence. Elles sont divisées en deux groupes : les pierres utilisées pour la taille et les pierres semi-précieuses. Le premier groupe comprend le diamant, le rubis, le saphir, l’émeraude, l’améthyste et l’aigue-marine. Le deuxième groupe comprend la malachite, le jaspe et le cristal de roche. En règle générale, toutes les pierres précieuses sont d’origine ignée. Or les perles, l’ambre et le corail sont des minéraux d’origine organique. Les pierres précieuses sont utilisées en bijouterie et à des fins techniques.
Tufs- des roches d'origines diverses. Le tuf calcaire est une roche poreuse formée par la précipitation du carbonate de calcium provenant de sources. Ce tuf est utilisé pour produire du ciment et de la chaux. Tuf volcanique - cimenté. Les tufs sont utilisés comme matériau de construction. A des couleurs différentes.
Mica- des roches qui ont la capacité de se diviser en fines couches à surface lisse ; trouvés sous forme d’impuretés dans les roches sédimentaires. Divers micas sont utilisés comme bons isolants électriques, pour la fabrication de fenêtres dans les fours métallurgiques et dans les industries électrique et radio. En Russie, le mica est extrait en Sibérie orientale, en. Le développement industriel des gisements de mica est réalisé en Ukraine, aux États-Unis, .
Marbre- roche cristalline formée à la suite du métamorphisme calcaire. Il existe en différentes couleurs. Le marbre est utilisé comme matériau de construction pour le revêtement mural, l’architecture et la sculpture. En Russie, bon nombre de ses gisements se trouvent dans l'Oural et dans le Caucase. À l'étranger, le marbre le plus célèbre est extrait.
Amiante(grec : inextinguible) - un groupe de roches fibreuses et ignifuges qui se divisent en fibres douces jaune verdâtre ou presque blanches. Il se présente sous forme de veines (une veine est un corps minéral qui remplit une fissure, a généralement la forme d'une plaque, allant verticalement jusqu'à de grandes profondeurs. La longueur des veines atteint deux kilomètres ou plus), parmi les roches ignées et sédimentaires. . Il est utilisé pour la fabrication de tissus spéciaux (isolation incendie), de bâches, de matériaux de toiture résistant au feu, ainsi que de matériaux d'isolation thermique. En Russie, l'extraction de l'amiante est réalisée dans l'Oural, en Russie et à l'étranger - dans et dans d'autres pays.
Asphalte(résine) - une roche fragile et résineuse de couleur brune ou noire, qui est un mélange d'hydrocarbures. L'asphalte fond facilement, brûle avec une flamme enfumée et est le produit de modifications de certains types d'huile, dont certaines substances se sont évaporées. L'asphalte pénètre souvent dans les grès, les calcaires et les marnes. Il est utilisé comme matériau de construction pour les revêtements routiers, dans l'électrotechnique et l'industrie du caoutchouc, pour la préparation de vernis et de mélanges pour l'imperméabilisation. Les principaux gisements d'asphalte en Russie sont la région d'Ukhta, à l'étranger - en France.
Apatité- des minéraux riches en sels de phosphore, verts, gris et autres couleurs ; trouvé parmi diverses roches ignées, formant par endroits de grandes accumulations. Les apatites sont principalement utilisées pour la production d'engrais phosphatés, elles sont également utilisées dans l'industrie céramique. En Russie, les plus grands gisements d'apatite se trouvent à. À l'étranger, ils sont extraits en République d'Afrique du Sud.
Phosphorites- Roches sédimentaires riches en composés phosphorés qui forment des grains dans la roche ou lient divers minéraux entre eux pour former une roche dense. La couleur des phosphorites est gris foncé. Comme les apatites, elles sont utilisées pour produire des engrais phosphatés. En Russie, les gisements de phosphorite sont courants dans les régions de Moscou et de Kirov. À l'étranger, ils sont extraits aux États-Unis (péninsule de Floride) et.
Minerais d'aluminium- les minéraux et roches utilisés pour produire de l'aluminium. Les principaux minerais d'aluminium sont la bauxite, la néphéline et l'alunite.
Bauxite(le nom vient de la région de Beau dans le sud de la France) - roches sédimentaires de couleur rouge ou Brun. Un tiers des réserves mondiales se trouvent au nord et le pays est l'un des principaux pays producteurs. En Russie, la bauxite est extraite. Le composant principal de la bauxite est l'oxyde d'aluminium.
Alunites(le nom vient du mot alun - alun (français) - minéraux qui contiennent de l'aluminium, du potassium et d'autres inclusions. Le minerai d'alunite peut être une matière première pour la production non seulement d'aluminium, mais également d'engrais potassiques et d'acide sulfurique. Les gisements d'alunite sont aux États-Unis, en Chine, en Ukraine et dans d'autres pays.
Néphélines(le nom vient du grec « nephele », qui signifie nuage) - minéraux composition complexe, gris ou vert, contenant une quantité importante d'aluminium. Ils font partie des roches ignées. En Russie, les néphélines sont extraites en Sibérie orientale et en Sibérie orientale. L'aluminium obtenu à partir de ces minerais est un métal mou, produit des alliages solides et est largement utilisé dans la production d'articles ménagers.
Minerais de fer- des accumulations minérales naturelles contenant du fer. Ils varient en composition minéralogique, en quantité de fer et en diverses impuretés. Les impuretés peuvent être précieuses (manganèse, chrome, cobalt, nickel) et nocives (soufre, phosphore, arsenic). Les principaux sont le minerai de fer brun, le minerai de fer rouge et le minerai de fer magnétique.
Minerai de fer brun, ou limonite, est un mélange de plusieurs minéraux contenant du fer avec un mélange de substances argileuses. Il a une couleur brune, jaune-brun ou noire. On le trouve le plus souvent dans les roches sédimentaires. Si les minerais de fer brun - l'un des minerais de fer les plus courants - ont une teneur en fer d'au moins 30 %, ils sont alors considérés comme industriels. Les principaux gisements se trouvent en Russie (Oural, Lipetsk), en Ukraine (), en France (Lorraine), etc.
Hématite, ou hématite, est un minéral rouge-brun à noir contenant jusqu'à 65 % de fer.
On le trouve dans diverses roches sous forme de cristaux et de fines plaques. Parfois, il forme des amas sous forme de masses dures ou terreuses de couleur rouge vif. Les principaux gisements de minerai de fer rouge se trouvent en Russie (KMA), en Ukraine (Krivoy Rog), aux États-Unis, au Brésil, au Kazakhstan, au Canada et en Suède.
Minerai de fer magnétique, ou magnétite, est un minéral noir contenant 50 à 60 % de fer. Il s’agit d’un minerai de fer de haute qualité. Composé de fer et d'oxygène, hautement magnétique. Il se présente sous forme de cristaux, d’inclusions et de masses solides. Les principaux gisements se trouvent en Russie (Oural, KMA, Sibérie), en Ukraine (Krivoy Rog), en Suède et aux États-Unis.
Minerais de manganèse- les composés minéraux contenant du manganèse dont la propriété principale est de conférer malléabilité et dureté à l'acier et à la fonte. La métallurgie moderne est impensable sans manganèse : un alliage spécial est fondu - le ferromanganèse, contenant jusqu'à 80 % de manganèse, qui est utilisé pour fondre l'acier de haute qualité. De plus, le manganèse est nécessaire à la croissance et au développement des animaux et constitue un microfertilisant. Les principaux gisements de minerai se trouvent en Ukraine (Nikolskoye), en Inde, au Brésil et en République d'Afrique du Sud.
Minerais d'étain- de nombreux minéraux contenant de l'étain. Des minerais d'étain avec une teneur en étain de 1 à 2 % ou plus sont en cours d'exploitation. Ces minerais nécessitent un enrichissement - augmentant le composant précieux et séparant les stériles, de sorte que les minerais sont utilisés pour la fusion, dont la teneur en étain a été augmentée à 55 %. L'étain ne s'oxyde pas, ce qui l'a causé large application dans l'industrie de la conserve. En Russie, les minerais d'étain se trouvent en Sibérie orientale et ailleurs, et à l'étranger, ils sont extraits en Indonésie, sur la péninsule.
Minerais de nickel- les composés minéraux contenant du nickel. Il ne s'oxyde pas à l'air. L'ajout de nickel aux aciers augmente considérablement leur élasticité. Le nickel pur est utilisé en construction mécanique. En Russie, on l'exploite dans la péninsule de Kola, dans l'Oural et en Sibérie orientale ; à l'étranger - au Canada, au Brésil.
Minerais d'uranium et de radium- les accumulations minérales contenant de l'uranium. Le radium est un produit de la désintégration radioactive de l'uranium. La teneur en radium des minerais d'uranium est négligeable - jusqu'à 300 mg pour 1 tonne de minerai. avoir grande importance, puisque la fission nucléaire de chaque gramme d'uranium peut produire 2 millions de fois plus d'énergie que la combustion d'un gramme de combustible, ils sont donc utilisés comme combustible dans les centrales nucléaires pour produire de l'électricité bon marché. Les minerais d'uranium et de radium sont extraits en Russie, aux États-Unis, en Chine, au Canada, au Congo et dans d'autres pays du monde.
Depuis l’école, je savais de manière générale comment se formaient les réserves de roches sédimentaires. Dans les années qui ont suivi son achèvement, j’ai pu en apprendre davantage sur ce processus. Je partagerai mes connaissances avec vous.
Formation de gisements de minéraux sédimentaires
Ce type de fossile est en fait une immense couche de sédiments comprimés accumulés au fil du temps. Ce matériau sédimentaire constitue la base. Il se forme de différentes manières, selon les conditions (sous l'eau, sur terre ou dans les entrailles de la planète). Sur terre et dans les plans d'eau, ce sont des déchets de plantes et, en partie, d'animaux. Certaines races sont sensibles aux forces destructrices l'eau coule, la gravité, les glaciers, les changements de température, l'écrasement en fragments de différentes tailles et, ainsi, la transformation en matière. Ensuite, sur terre, tout subit une décomposition chimique à travers :
- eaux naturelles;
- gaz carbonique;
- oxygène gratuit;
- acides organiques.
L'oxygène s'oxyde, le dioxyde de carbone et les acides se décomposent.
Dans la colonne d'eau, les substances gazeuses et dissoutes par réactions chimiques et l'activité vitale des organismes sont capables de passer à la phase solide, formant du matériel sédimentaire.
L'activité volcanique apporte des matériaux du sous-sol.
Exemples de roches sédimentaires et de leurs dépôts
L'endroit où les matières sédimentaires s'accumulent en masse est appelé un dépôt.
Les minéraux extraits des roches sédimentaires comprennent : les sels, le pétrole, les sables, le gaz, les argiles, les matières premières cimentières, le charbon, les fondants pour la métallurgie, l'aluminium, le magnésium, le manganèse, le titane, le cuivre, le nickel, le cobalt, les minerais d'étain, partiellement le chrome, plomb-zinc.
Gisements de minerais de manganèse : Nikopolskoe (Ukraine), Mangyshlak, Polunochnoe et Marsyaty (pentes de l'Oural).
Les accumulations de minerais de magnésium les plus impressionnantes au monde sont les gisements de Satka (Russie, Bachkirie).
Bassins houillers : Toungouska et Kuzbass (Russie), Illinois et Appalaches (USA), Ruhr (Allemagne).
Les plus grands gisements de sel : la Mer Morte, Soledar (Ukraine), Belzhanskoe (Russie), la baie de Kara-Bogaz-Gol (Turkménistan).
Accueil > Diplôme1.2.4.Minéraux d'origine sédimentaire.
Le plus grand nombre de types de matières premières minérales dans la région d'Arkhangelsk sont associés aux roches sédimentaires, car elles en couvrent la majeure partie.
Pétrole et gaz inflammables.
Ils se trouvent sur le territoire de l'Okrug autonome des Nenets et sont confinés à plusieurs kilomètres de roches sédimentaires de la plaque de Pechora. Parmi les composants utiles figurent le pétrole lui-même, un gaz inflammable sous forme libre et dissous dans le pétrole, la paraffine et le soufre. La première exploration géophysique de pétrole et de gaz dans le district a commencé en 1956. En 1966, le premier gisement de gaz a été découvert dans la toundra des Nenets, baptisée Shapkinskoye. Grâce à de vastes travaux d'exploration géologique, une véritable base de matières premières a été créée sur le territoire de l'Okrug autonome des Nenets. Aujourd’hui déjà, la géologie est devenue une branche majeure de l’économie nationale, employant un tiers de la population active de la région. 75 gisements ont été découverts : 64 gisements de pétrole, 6 gisements de pétrole et de gaz à condensats, 3 gisements de gaz à condensats, 1 de gaz, 1 de gaz et de pétrole. Les ressources totales initiales sont de 2 407 millions de tonnes de pétrole, 1 170 milliards de mètres cubes de gaz gratuit, 44 millions de tonnes de condensats de gaz et 133 milliards de mètres cubes de gaz dissous. En termes de richesse en matières premières pétrolières et gazières souterraines, l'Okrug des Nenets occupe la troisième place après les Okrug de Khanty-Mansiysk et de Yamalo-Nenets. Par la quantité de matières premières par action District des Nenets représente environ 53% du pétrole et du gaz de la province de Timan-Pechora. Malgré le fait que 75 gisements d'hydrocarbures ont été découverts dans la région, 4 gisements sont actuellement en exploitation : Peschanoozerskoye (île Kolguev), Kharyaginskoye, Ardalinskoye et Vasilkovskoye. 14 gisements ont été préparés pour le développement industriel, les autres sont à différents stades de prospection et d'exploration. Le pétrole n'est pas transformé dans le district et est transporté hors de ses frontières sous sa forme brute. Le champ pétrolier Prirazlomnoye et le champ gazier Shtokman ont été découverts sur le plateau de la mer de Barents. Sur la base des résultats des travaux de prospection et d'exploration, le potentiel du plateau de la mer de Barents est comparable en ressources à celui de la province pétrolière et gazière de Sibérie occidentale. En principe, le plateau et la province de Timan-Pechora forment une seule grande superprovince, qui constitue une base unique de matières premières pour les hydrocarbures. Les ressources en hydrocarbures du district sont grand intérêt compagnies pétrolières des États-Unis, de Norvège, de Finlande et de Grande-Bretagne. Depuis 1994, la coentreprise Polar Lights, fondée par Arkhangelskgeologiya et la société américaine Conoco, produit du pétrole sur le champ d'Ardalinskoye.
Charbon
Sur le versant sud-ouest de Pai-Khoi dans le bassin de la rivière Karataikha, plusieurs gisements de charbon non industriels ont été découverts : Talatinskoye, Vas-Yaginskoye, Yangareiskoye, Kheyaginskoye, Nyamdoyusskoye, Silovskoye. Des gisements de charbon ont également été identifiés sur le versant nord-est de Pai-Khoi et sur la rivière Wolong dans le nord de Timan. Leurs fines couches n'ont pas d'importance industrielle en raison de leur forte teneur en cendres. Au tout moment dernières années au sein de l'Okrug autonome des Nenets, il a été possible de retracer la partie marginale du champ minier avec du charbon de haute qualité provenant de la plus grande mine de Vorgashorskaya à Vorkuta. Les schistes bitumineux sont répandus dans l'Okrug des Nenets. Leurs réserves sont estimées à environ 5 milliards de tonnes.
Bauxite
La bauxite est principalement constituée d'oxyde d'aluminium hydraté (Al 2 O 3 nH 2 O) et d'oxyde de fer (III) (Fe 2 O 3 mH 2 O), ainsi que de silice SiO 2 et de diverses impuretés. Dans notre région, des gisements de bauxite ont été explorés dans le district de Plesek. Il s'agit des champs Iksinskoye, Bulatovskoye, Plesetskoye et Denislavskoye. Il s'agit de l'un des plus grands gisements de bauxite de Russie et des seuls d'Europe. Particularité La bauxite du Nord Onezh est due à la présence dans sa composition, en plus de l'aluminium, d'un certain nombre de composants associés précieux. Les gisements de bauxite sont situés à faible profondeur et sont exploités à ciel ouvert. La bauxite est la principale matière première de production industrielle aluminium De plus, la bauxite du Nord Onezh est utilisée pour produire des abrasifs et de l'électrocorindon de haute qualité, ainsi que des matériaux réfractaires.
Gypse et anhydrite.
Les réserves de gypse et d'anhydrite sont particulièrement importantes dans la région d'Arkhangelsk. Le gypse est un minéral dont la composition chimique est du sulfate de calcium hydraté par deux molécules d'eau CaSO 4 2H 2 O. L'anhydrite est un minéral qui est du sulfate de calcium anhydre. Les plus grands gisements de gypse et d'anhydrite sont concentrés dans les vallées des rivières nord Dvina, Pinega et Kuloi. Les plus grands gisements sont : Zvozskoye (sur la Dvina du Nord), Mekhrengskoye (sur la rivière Mekhrenga dans la région de Plesetsk), Pinezhskoye et Siyskoye (dans le bassin de la rivière Pinega). Le gypse est largement utilisé dans économie nationale. C'est une matière première chimique précieuse et est utilisée dans la production d'acide sulfurique, dans l'industrie des pâtes et papiers comme charge pour le papier, dans l'industrie de la construction pour la production d'albâtre et de ciment, dans agriculture pour les sols de gypse, en métallurgie, en médecine, pour les travaux de modelage et de coulée, dans la production de peintures. La sélénite (gypse fibreux) est utilisée dans l'industrie de la taille de la pierre comme pierre de parement et comme pierre ornementale.
Roches carbonatées (calcaire et dolomite).
En termes de composition chimique, le calcaire est du carbonate de calcium CaCO 3 et la dolomite est du carbonate de calcium-magnésium CaMg(CO 3) 2. Ce sont des matières premières pour la production de ciment, utilisées dans l'industrie des pâtes et papiers, dans l'agriculture - pour le chaulage des sols, pour la production de chaux, comme moellons et pierres concassées. Les plus grands gisements de roches carbonatées sont : Orletskoye dans la région de Kholmogorsky, Obozerskoye, Shvakinskoye, Kyamskoye et Yemetskoye dans la région de Plesetskoye. Les réserves de matières premières carbonatées dans la région d'Arkhangelsk sont assez importantes.
Argiles à briques.
Ils sont utilisés pour produire des briques et des tuiles. Les gisements les plus appropriés parmi ceux explorés sont : dans la région d'Arkhangelsk - Uemskoye et Glinnikskoye, dans la région d'Onega - Andeskoye, dans la région de Kholmogorsky - Malotovrinskoye, Ukhostrovskoye et Khorobitskoye, dans la région de Velsky - Vazhskoye et Kochevskoye, à Krasnoborsky - Krasnoborskoye , à Verkhnetoyemsky - Lebashskoe, à Mezenskoe - Mezenskoe, à Shenkurskoe - Pavlovskoe, à Kargopolskoe - Poluborskoe, à Vinogradovskoe - Semenovskoe, à Ustyanskoe - Shangalskoe, à Pinezhskoe - Shotovskoe, dans l'Okrug autonome Nenets - Naryan-Marskoe.
Argile expansée.
Certaines variétés d'argiles et de loams à bas point de fusion conviennent à la production d'argile expansée, un matériau artificiel poreux en petits morceaux utilisé pour l'isolation thermique et phonique, comme charge pour le béton. Les gisements suivants sont connus dans la région d'Arkhangelsk : Kazarma (district de Kotlas), Kudemskoye (district de Primorsky), Tesovka (district d'Onezhsky), Berezniki (district de Vilegodsky), Oktyabrskoye (district d'Ustyansky).
Argiles cimentaires.
Il s'agit d'une matière première précieuse utilisée comme l'un des composants de la production de ciment. Les gisements sont situés dans la région de Plesetsk (Timme et Sheleksa).
Sables et graviers de construction.
Les sables, graviers et galets sont essentiels à la construction de routes et sont utilisés comme granulats pour le béton et les mortiers. Des gisements de tailles variables se trouvent dans toute la région. Les plus grandes accumulations sont les gisements de Normenga, Obloozero, Podyuga-Zvenyache, Nimenga, Malaya Rechka, Nyandoma-3, Nyandoma-5, etc. Tous sont développés par exploitation minière à ciel ouvert.
Occurrences de minerais métalliques.
Des occurrences de métaux sont également connues dans les roches sédimentaires. Le strontium sous forme de minéral célestine (SrSO 4) se trouve près du village de Valtevo sur la rivière Pinega. Des indices de manganèse sont connus à Pai Khoi.
Les eaux souterraines.
En fonction de leur composition et de leur utilisation, les eaux souterraines peuvent être divisées en 3 grands groupes : l'eau douce pour l'approvisionnement en eau domestique et potable, l'eau potable minérale médicinale et les saumures - matières premières pour les produits chimiques. transformation pour produire du sel comestible et diverses substances pour un usage technique.
Eaux fraîches.
Les réserves des 16 plus grands gisements d'eau douce ont été explorées, calculées et approuvées, sans tenir compte des nombreux points d'eau douce dans les puits, sources, puits utilisés pour les besoins locaux des villages et des villes. Au niveau de leur composition, les eaux douces sont majoritairement de type hydrocarbonées. La plupart des gisements sont associés à des aquifères de calcaire et de dolomie. L'eau douce est utilisée pour l'approvisionnement en eau domestique et potable à Kargopol, Nyandoma, Velsk, Naryan-Mar et ailleurs. zones peuplées. Les gisements souterrains d'eau douce de Permilovskoye et de Toundra-Lomovoe sont parmi les plus importants de la partie européenne de la Russie, situés respectivement à 100 et 50 km d'Arkhangelsk. Les eaux qu'elles contiennent sont à basse pression, de composition hydrocarbonée avec une minéralisation de 0,3 à 0,7 g/l. Situés à plusieurs dizaines de mètres de profondeur, ils sont protégés de manière assez fiable de la surface et sont reconstitués par les précipitations et les eaux souterraines des zones voisines. eau fraiche ces gisements sont assez importants et peuvent approvisionner en eau Arkhangelsk et Severodvinsk pendant de nombreuses années.
Eaux souterraines minérales.
Leur composition chimique est assez diversifiée. Le chlorure de sodium, les sources de sulfure d'hydrogène et la boue limoneuse de Solvychegodsk sont utilisés depuis de nombreux siècles. Ces dernières années, la station balnéaire de Solvychegodsk a commencé à utiliser les eaux bromées explorées par les géologues pour le traitement. Vers le XVIIe siècle, la population du nord de la Russie utilisait les eaux de la source Talets dans la vallée du fleuve à des fins médicinales. Verkhovka sur la péninsule d'Onega. Ses eaux sont de composition proche des eaux de Narzan. Caucase du Nord. Ces dernières années, le gisement Kurtyaevskoye d'eaux sodiques d'hydrocarbures et de chlorure de calcium a été exploré ici. Dans les années 80 du 20e siècle, divers types d'eaux minérales médicinales ont été découvertes et étudiées dans les environs d'Arkhangelsk. Ainsi, à la station balnéaire de Belomorye, à 40 km d'Arkhangelsk, l'eau chlorure de brome calcium-sodium est utilisée pour la boisson et la baignade. Sur la base de ce dépôt, l'eau minérale Belomorskaya est mise en bouteille. Plusieurs types d'eaux minérales destinées à la boisson et au bain ont également été trouvées à Severodvinsk. Ils sont utilisés dans les établissements médicaux d'Arkhangelsk et de Severodvinsk. Dans le sanatorium Sosnovka près de Velsk, de l'eau de chlorure de bromobore est utilisée. En 1985, dans la ville de Naryan-Mar, de l'eau minérale a été trouvée dans 3 puits - sur le territoire de l'usine de poisson, près de l'aéroport et dans le village de Fakel. En 1995, après l'achat et le débogage de l'équipement, la production de l'eau minérale Naryan-Marskaya-1 a commencé. L'eau du puits est diluée en 3 parties avec de l'eau douce, filtrée et refroidie à plus 4 degrés pour une meilleure saturation gaz carbonique dans un saturateur, puis l'eau est envoyée en bouteille.
Cornichons.
Il s'agit d'eaux souterraines hautement minéralisées, connues et largement utilisées dans la région pour obtenir du sel dès le XIIe siècle. Dans la plupart des gisements anciens, ils sont épuisés depuis longtemps et ne sont pas exploités actuellement. Ces dernières années, un important gisement de sels de plus de 100 g/l a été exploré dans la région de Koryazhma. L'exploitation de ce gisement permettra d'obtenir de grandes quantités de sel de table et de nombreux autres substances chimiques pour des besoins techniques. Dans la région d'Arkhangelsk, un gisement d'eaux iodées adaptées à l'obtention d'iode solide a été étudié. Les recherches géologiques dans la région d'Arkhangelsk se poursuivent et on peut s'attendre à la découverte de nouveaux gisements minéraux. Les gisements minéraux trouvés dans la région d'Arkhangelsk sont indiqués sur la carte, qui figure à l'annexe 2 de cet ouvrage.
1.2.5. Perspectives d'utilisation des ressources minérales de la région d'Arkhangelsk dans l'économie nationale.
Les ressources minérales du Nord européen sont riches ressources naturelles. Les travaux d'exploration géologique réalisés montrent que la région d'Arkhangelsk occupe non seulement la partie centrale position géographique au nord de l'Europe, mais aussi le plus important en termes de perspectives de développement des ressources minérales et des complexes énergétiques et énergétiques. Le potentiel d’exploitation des ressources minérales est actuellement loin d’être pleinement exploité. La capacité des mines de bauxite est encore faible. Le développement du complexe métallurgique offre de grandes perspectives. parce que Il est plus rentable d’exporter des produits hors de la région que du minerai. Le développement industriel de la bauxite du nord peut permettre une augmentation suffisante de la production d'aluminium et la création d'une base de matières premières fiable pour les autres raffineries d'alumine de notre pays. Il y a des raisons de parler de la possibilité de former des zones industrielles telles que la région de Timan-Kaninsky, Novaya Zemlya-Amderminsky, Wind Belt, etc. Les gisements Amderma de fluorites et d'agates de Timan sont déjà connus ici, il existe de bonnes conditions préalables pour la découverte de gisements de cuivre et de métaux communs à Novaya Zemlya, de nickel, de titane, de manganèse, de polymétaux, d'ambre, de pierres précieuses et d'autres minéraux importants à Timan, Pai-Khoi et la Ceinture du vent. Des gisements de minerai de fer ont été découverts dans la région de Konosha. Les travaux d'exploration ont montré que la région est riche en minéraux qui doivent d'abord être utilisés pour les besoins internes de la région. Ce sont des matières premières non métalliques et des eaux souterraines. L'industrie des matériaux de construction est sous-développée dans la région. Il y en a une grave pénurie. Notre région dispose de réserves suffisantes de matières premières pour l'industrie des matériaux de construction. Les basaltes du mont Myandukha peuvent être utilisés non seulement pour la production de pierre concassée, mais également comme pierre de parement, pour la coulée de pierre et pour la production de toile minérale, de carton et de coton. Le gypse peut être utilisé non seulement comme matériau de construction, mais aussi comme moulure, ornemental, ainsi que dans l'agriculture et l'industrie du papier. Il existe de très nombreux gisements de sable et de gravier adaptés à la construction de routes. Lorsqu'on réfléchit aux perspectives de développement de la région, il faut tenir compte du fait que le complexe de ressources minérales de la région fournira des rendements incomparablement plus élevés si les problèmes non seulement de l'exploitation minière, mais également de la transformation des matières premières naturelles sont résolus.
1.3. Méthodes d'étude des minéraux.
Pour déterminer (diagnostiquer) les minéraux, il existe un ensemble de méthodes différentes, allant des plus simples et superficielles aux études détaillées utilisant des instruments spéciaux. En pratique, le plus simple est de déterminer les minéraux par leur forme - morphologique caractéristiques des cristaux et de leurs agrégats. Mais cela n'est possible que dans les rares cas où la forme du minéral est typique et est représentée par des cristaux assez gros ou des agrégats monominéraux homogènes. Pour déterminer un minéral, les caractéristiques morphologiques seules ne suffisent pas, il est nécessaire d'utiliser des techniques plus complexes, par exemple l'étude de l'ensemble de ses propriétés physiques. Les réactions chimiques les plus simples permettent d'établir la présence ou l'absence de certains éléments dans un minéral. éléments chimiques.
1.3.1. Méthodes d'étude des propriétés physiques.
Pour déterminer si un échantillon donné appartient à une certaine espèce, il est soigneusement étudié. forme externe et propriétés physiques des minéraux dans leur ensemble traits caractéristiquesà l’aide d’un guide spécial d’identification des minéraux. Le processus de détermination du minéral est le suivant. Tout d'abord, la dureté du minéral est déterminée. Pour ce faire, le minéral testé est dessiné selon des minéraux connus ou des objets de dureté connue. Ensuite, l’éclat du minéral est déterminé en trouvant une nouvelle surface de fracture. La couleur du minéral et la couleur du trait, la nature de la fracture, sont notées. Un minéral est déterminé par un ensemble de propriétés physiques. Un ensemble de propriétés physiques des minéraux de la région d'Arkhangelsk est donné en annexe de cet ouvrage.
1.3.2. Méthodes d'étude de la composition chimique.
Sur le terrain, une analyse qualitative préliminaire peut être réalisée. Pour l'analyse chimique, ils prennent souvent des solutions obtenues après traitement des minerais et des minéraux avec des acides, et les traitent également avec des solutions de réactifs. Mais sur le terrain, il est impossible d'obtenir l'eau distillée nécessaire à la préparation des solutions. De plus, l'expérience montre que des réactions chimiques peuvent également être réalisées entre des substances solides si celles-ci sont broyées (la méthode de broyage fait partie des méthodes sèches). analyse qualitative ). Au XIXe siècle, professeur à l'Université de Kazan Flavitsky F.M. a prouvé de manière très convaincante que toutes les réactions réalisées auparavant dans des solutions étaient également réussies lorsqu'elles étaient effectuées entre des solides. Flavitsky a même inventé un laboratoire chimique de poche pouvant être utilisé pour effectuer des réactions chimiques. Il utilisait des sels purs. Mais il est extrêmement difficile d'isoler le sel d'un métal sous sa forme pure d'un minerai ou d'un minéral afin d'effectuer une réaction entre des substances solides. Et si vous effectuiez la réaction directement avec le minéral ? La pratique a confirmé que cela est possible dans la plupart des cas. Mais parfois, aucune réaction ne se produit. Que faire alors ? Comme mentionné ci-dessus, pour obtenir des solutions, les minerais et les minéraux sont traités avec des acides. Est-il possible de les décomposer sans acides ? Il s'avère que c'est possible. Comme on le sait, les sels d'ammonium se décomposent lorsqu'ils sont chauffés. Par exemple, le sulfate d'ammonium se décompose en ammoniac, oxyde de soufre (VI) et eau. Le chlorure d'ammonium se décompose en ammoniac et en chlorure d'hydrogène. En raison de cette caractéristique des sels d'ammonium, ils sont utilisés pour la décomposition des minéraux. Lorsque les minéraux sont chauffés avec du sulfate d'ammonium, des sulfates des métaux qui faisaient partie du minerai se forment. Après décomposition, la masse a une couleur gris clair. Vous ne pouvez pas trop surchauffer la masse, car... Certains sulfates se décomposent en oxydes lorsqu'ils sont fortement chauffés. Lorsqu'un minéral se décompose avec du chlorure d'ammonium, des chlorures métalliques se forment. Mais il faut garder à l'esprit que certains chlorures s'évaporent lorsqu'ils sont fortement chauffés. Il s'agit du chlorure de fer (III), du chlorure d'aluminium, du chlorure de titane (IV), du chlorure d'antimoine (V) et quelques autres. Ainsi, vous devez être en mesure de choisir le bon sel d’ammonium qui conviendra à la décomposition des minerais et des minéraux. Des réactions analytiques peuvent être effectuées à la surface des minéraux. Pour ce faire, battez un morceau de minéral avec un marteau géologique et effectuez la réaction sur le site de la nouvelle fracture. Vous pouvez également d'abord nettoyer soigneusement l'endroit sélectionné sur le minéral avec un couteau en acier pour enlever la couche superficielle et effectuer la réaction sur la surface exposée. Placez une petite quantité du réactif requis sur la zone nettoyée ou la fracture fraîche et frottez-la sur la plus petite zone possible avec une tige de verre. Il est important que l'extrémité de la tige de verre ne soit pas arrondie, mais plate, mais sans arêtes vives. Si la réaction en surface ne donne pas le résultat attendu, cela ne veut pas dire que l'élément à déterminer est absent. Ensuite, une réaction est effectuée avec le minéral broyé. Une petite partie du minéral est placée dans un mortier et broyée avec un pilon aussi soigneusement que possible. Ensuite, la poudre est transférée dans un creuset en porcelaine, le réactif requis est ajouté et le mélange est soigneusement et très soigneusement broyé. Parfois, la masse doit être humidifiée par la respiration. Pour ce faire, respirez dans le creuset et éloignez-le de la bouche lors de l'inhalation afin que les réactifs en poudre ne pénètrent pas dans les voies respiratoires. L'humidification peut également se faire en ajoutant des gouttes d'eau distillée dans le creuset. Si la réaction avec le minéral broyé ne donne pas de résultat positif, l'échantillon broyé est décomposé par chauffage avec du sulfate d'ammonium. Si la décomposition ne se termine pas du premier coup, ajoutez une nouvelle portion de sulfate d'ammonium et continuez à chauffer. Continuer à chauffer jusqu'à ce que l'émission de fumée blanche (oxyde de soufre (VI)) s'arrête.
1.3.3. Résultats de la recherche minérale.
Au cours des travaux, les propriétés physiques et la composition chimique de 13 minéraux ont été étudiées. Tous se trouvent dans la région d'Arkhangelsk. Parmi ceux-ci, 7 minéraux forment des gisements adaptés au développement à l'échelle industrielle, et 6 minéraux forment des gisements non adaptés au développement industriel. Les propriétés physiques suivantes des minéraux ont été étudiées : dureté, éclat, transparence, couleur minérale, couleur des lignes, fracture, densité, fragilité. Composition chimiqueétudiés par des méthodes sèches et humides. Sur les 13 minéraux, 1 a été soumis à une analyse sèche uniquement ; 8 minéraux - uniquement pour analyse humide ; 4 à la fois sec et humide. Les méthodes d’analyse sont incluses en annexe. Tableau Analyse qualitative des minéraux et des roches de la région d'Arkhangelsk.
| Minéraux | analyse par méthode sèche | analyse par voie humide |
||
| 1 | Anhydrite | |||
| 2 | Antimonite | |||
| 3 | Bauxite | Al 2 O 3 H 2 O | ||
| 4 | Galène | |||
| 5 | Gypse | CaSO 4 2H 2 O | ||
| 6 | Dolomie |
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