Общая характеристика полезных ископаемых
Прежде всего, полезными ископаемыми называются горные породы и минералы, которые используются в хозяйстве стран.
По своему физическому состоянию они могут быть:
- твердые – уголь, соль, руда, мрамор и др.;
- жидкие – нефть, минеральные воды;
- газообразные – горючий газ, гелий, метан.
Когда за основу берут их использование, тогда выделяют:
- горючие – уголь, нефть, торф;
- рудные – руды горных пород, включающие металл;
- нерудные – гравий, глина, песок и др.
Отдельную группу представляют драгоценные и поделочные камни.
Полезные ископаемые образовались разными способами и по происхождению бывают магматические, осадочные, метаморфические, размещение которых по земным недрам подчиняется определенным закономерностям.
Для складчатых областей обычно характерны магматические, т.е. рудные полезные ископаемые. Данное обстоятельство связано с тем, что они образуются из магмы и выделяющихся их неё горячих водных растворов.
Магма поднимается из земных недр по трещинам в земной коре и в них застывает на различной глубине.
Также рудные полезные ископаемые могут образоваться и из излившейся магмы-лавы, которая относительно быстро остывает. Магма внедряется, как правило, в период активных тектонических движений, поэтому рудные полезные ископаемые связаны со складчатыми областями планеты.
Руды могут образоваться и на платформенных равнинах, но, в этом случае они приурочены к нижнему ярусу платформы. На платформах рудные полезные ископаемые связаны со щитами, т.е. с выходами фундамента платформы на поверхность или в тех местах, где осадочный чехол не отличается мощностью, и фундамент близко подходит к поверхности.
Примером такого месторождения является Курская магнитная аномалия в России и Криворожский бассейн на Украине.
Замечание 1
Вообще руда представляет собой минеральный агрегат, из которого технологическим путем можно извлечь металл либо соединения металлов.
Руды металлов связаны с районами активного горообразования, но наличие гор ещё не означает наличия богатых месторождений. Третья часть Европы, например, занята горами, но, крупных рудных месторождений совсем немного.
Исходя из области применения, рудные полезные ископаемые делятся на группы – руды черных металлов, руды цветных металлов, руды благородных металлов и радиоактивные металлы.
Такое рудное полезное ископаемое, как железная руда является основой для производства черных металлов – чугуна, стали, проката. Крупнейшие запасы железных руд сосредоточены в США, Индии, Китае, Бразилии, Канаде.
Есть отдельные крупные месторождения в Казахстане, Франции, Швеции, Украине, Венесуэле, Перу, Чили, Австралии, Либерии, Малайзии, В странах Северной Африки.
В России крупные запасы железных руд, кроме КМА, есть на Урале, Кольском полуострове, в Карелии, В Сибири.
Руды черных металлов
Среди руд черных металлов наиболее востребованными и используемыми в промышленности являются железные руды.
Такие минералы, как гематит, магнетит, лимонит, сидерит, шамозит и тюрингит являются главными железосодержащими породами.
Добыча железной руды в мире превышает 1 млрд. тонн. Самым крупным производителем железной руды является Китай, добывающий 250 млн. тонн, в то время как Россия добывает 78 млн. тонн. По 60 млн. тонн добывают США и Индия, Украина – 45 млн. тонн.
Добыча железной руды в США ведется в районе озера Верхнее и в штате Мичиган.
В России крупнейшим железорудным бассейном является КМА, залежи которой оцениваются в 200-210 млрд. тонн или 50% планетарных запасов. Месторождение охватывает Курскую, Белгородскую, Орловскую области.
Для производства легированной стали и чугуна используется марганец в качестве легирующей добавки для придания им прочности и твердости.
Мировые промышленные запасы марганцевых руд сосредоточены на Украине – 42,2%. Есть марганцевые руды в Казахстане, ЮАР, Габоне, Австралии, Китае, в России.
Большое количество марганца производится также в Бразилии и Индии.
Для того чтобы сталь не ржавела, была жаропрочной и кислотоупорной необходим хром, один из основных компонентов руд черных металлов.
Специалисты предполагают, что из мировых запасов этой руды 15,3 млрд. тонн хромитовая руда высокого сорта приходится на ЮАР – 79%. В небольших количествах хром есть в Казахстане, Индии, Турции, довольно крупное месторождение этой руды находится в Армении. Небольшое месторождение разрабатывается в России на Урале.
Замечание 2
Самым редким из черных металлов является ванадий. Он используется для производства марочного чугуна и марочной стали. Ванадий очень важен для аэрокосмической промышленности, потому что его добавка обеспечивает высокие характеристики титановых сплавов.
При получении серной кислоты ванадий используется в качестве катализатора. В чистом виде его нет, и встречается ванадий в составе титаномагнетитовых руд, иногда встречается в фосфоритах, урансодержащих песчаниках и алевролитах. Правда, его концентрация не более 2%.
Иногда даже значительные количества ванадия могут быть в бокситах, бурых углях, битуминозных сланцах и песках. При извлечении главных компонентов из минерального сырья, ванадий получают как побочный продукт.
По учтенным запасам этой руды лидерами являются ЮАР, Австралия и Россия, а основные его производители ЮАР, США, Россия, Финляндия.
Руды цветных металлов
Цветные металлы представлены двумя группами:
- легкие, к ним относятся алюминий, магний, титан;
- тяжелые – это медь, цинк, свинец, никель, кобальт.
Из всех цветных металлов алюминий является самым распространенным в земной коре.
Среди его физических свойств такие, как малая плотность, высокая теплопроводность, пластичность, электрическая проводимость, коррозионная стойкость. Этот металл хорошо поддается ковке, штамповке, прокатке, волочению. Его легко можно сварить.
Исходное сырье для металлического алюминия – глинозем, который получают при переработке бокситов и нефелиновых руд.
Запасы бокситов есть в Гвинее, Бразилии, Австралии, а Россия занимает по ним 9-е место.
Российские запасы бокситов сосредоточены в Белгородской и в Свердловской области, а также в Республике Коми. Российские бокситы невысокого качества. Нефелиновые руды залегают на Кольском полуострове. По производству глинозема Россия занимает 6-е место в мире. Весь глинозем производится из отечественного сырья.
Титан, открыли в 1791 г. Его отличительные характеристики – это высокая прочность и коррозионная стойкость. Для промышленности основным типом титановых руд являются прибрежно-морские россыпи. Такие крупные россыпи известны в России, Австралии, Индии, Бразилии, Новой Зеландии, Малайзии, Шри-Ланке.
Россыпные месторождения титана являются комплексными и содержат цирконий.
К легким цветным металлам относится магний, который в промышленности применяется сравнительно недавно. В военные годы основная его часть шла для производства зажигательных снарядов, бомб, осветительных ракет.
Сырье для получения магния приурочено ко многим районам планеты. Магний содержится в доломите, карналлите, бишофите, каините и других породах, имеющих широкое распространение в природе.
На долю США приходится около 41% мирового производства металлического магния и 12% его соединений.
Кроме США крупными производителями металлического магния являются Турция и КНДР. Производителями соединений магния – Россия, Китай, КНДР, Австрия, Греция, Турция.
Среди тяжелых цветных металлов выделяется медь, которая представляет собой пластичный элемент золотисто-розового оттенка, на открытом воздухе покрывающийся кислородной пленкой.
Отличительной особенностью меди являются её высокие антибактериальные свойства. В сплавах с никелем, оловом, золотом, цинком она используется в промышленности.
После Чили и США, по запасам меди Россия стоит на третьем месте в мире.
Кроме самородной меди, сырьем для её получения является халькопирит и борнит. Распространяются месторождения меди в США – Скалистые горы, В Канадском щите и провинции Квебек, Онтарио в Канаде, в Чили и Перу, в медном поясе Замбии, ДРК, в России, Казахстане, Узбекистане, Армении.
Основными и крупными производителями этого металла являются Чили и США, а также Канада, Индонезия, Перу, Австралия, Польша, Замбия, Россия.
Цинк впервые получили из каламина, по существу это карбонат цинка ZnCO2. Сегодня получают цинк из сульфидных руд, наиболее важной из которых является цинковая обманка и марматит.
Добыча цинковых руд идет в Канаде, США, в России, Австралии, Мексике, в центральной Африке, Казахстане, Японии и других странах.
Крупные производители цинковой руды – Япония и США они же её крупные импортеры.
Известный с древности никель при добавке к стали повышает её вязкость, упругость, антикоррозионные свойства.
Впервые металлический кобальт был получен в 1735 г. Сегодня он используется для производства сверхтвердых сплавов.
Сырьем для свинца является его главный рудный минерал галенит. Свинцовые руды добываются во многих странах, а ведущие его производители Австралия, Китай, Перу, Канада.
Добыча свинца ведется в Казахстане, России, Мексике, Швеции, ЮАР, Марокко. Крупные месторождения свинца есть в Узбекистане, Таджикистане, Азербайджане.
В России свинцовые месторождения сосредоточены на Алтае, в Забайкалье, Якутии, Приморье, Северном Кавказе.
Осадочные горные породы (ОГП) образуются при механическом и химическом разрушении магматических пород под действием воды, воздуха и органического вещества.
Осадочные горные породы – породы, существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры, и образующиеся в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трёх процессов одновременно.
Под воздействием ветра, солнца, воды и из-за перепада температур магматические породы разрушаются. Сыпучие обломки магматических пород образуют рыхлые отложения и из них образуются слои осадочных пород обломочного происхождения. Со временем эти породы уплотняются и образуются сравнительно твёрдые плотные осадочные породы.
Более трёх четвертей площади материков покрыто ОГП, поэтому с ними наиболее часто приходится иметь дело при геологических работах. Кроме того, с ОГП генетически или пространственно связана подавляющая часть месторождений полезных ископаемых. В ОГП хорошо сохранились остатки вымерших организмов, по которым можно проследить историю развития различных уголков Земли. В осадочных породах содержатся окаменелости (фоссилии). Изучая их, можно узнать, какие виды населяли Землю миллионы лет назад. Фоссилии (лат. fossilis — ископаемый) — ископаемые остатки организмов или следы их жизнедеятельности, принадлежащих прежним геологическим эпохам.
Рис. Фоссилии: а) трилобиты (морские членистоногие найденные в кембрийском, ордовикском, силурийском и девонском периодах) и б) окаменевшие растения.
Исходным материалом при формировании ОГП являются минеральные вещества, образовавшиеся за счёт разрушения существовавших ранее минералов и горных пород магматического, метаморфического или осадочного происхождения и перенесённые в виде твёрдых частиц или растворенного вещества. Изучением осадочных горных пород занимается наука «Литология».
В формировании осадочных горных пород участвуют различные геологические факторы: разрушение и переотложение продуктов разрушения ранее существовавших пород, механическое и химическое выпадение осадка из воды, жизнедеятельность организмов. Случается, что в образовании той или иной породы принимает участие сразу несколько факторов. При этом некоторые породы могут формироваться различным путём. Так, известняки, могут быть химического, биогенного или обломочного происхождения.
Примеры осадочных горных пород: гравий, песок, галька, глина, известняк, соль, торф, горючий сланец, каменный и бурый уголь, песчаник, фосфорит и др.
Горные породы не вечны и они изменяются со временем. На схеме показан процесс круговорота горных пород.
Рис. Процесс круговорота горных пород.
По признаку происхождения осадочные породы делят на три группы: обломочные, химические и органические.
Обломочные горные породы образуются в процессах разрушения, переноса и отложения обломков горных пород. Это чаще всего каменистые осыпи, галечники, пески, суглинки, глины и лёссы. Обломочные породы разделяют по крупности:
· грубообломочные (> 2 мм); остроугольные обломки – дресва, щебень, сцементированные глинистыми сланцами, образуют брекчии, а окатанные – гравий, галька – конгломераты);
- среднеобломочные (от 2 до 0,5 мм) – образуют пески;
· мелкообломочные, или пылеватые – образуют лёссы;
- тонкообломочные, или глинистые (< 0,001 мм) – при уплотнении превращаются в глинистые сланцы.
Осадочные породы химического происхождения – соли и отложения, образующиеся из насыщенных водных растворов. Они имеют слоистое строение, состоят из галоидных, сернокислых и карбонатных минералов. К ним относятся каменная соль, гипс, карналлит, опоки, мергель, фосфориты, железо-марганцевые конкреции и т.д. (табл. 2.4). Они могут образовываться в смеси с обломочными и органическими отложениями.
Мергель образуется при вымывании из известняков карбоната кальция, содержит глинистые частицы, плотный, светлый.
Железо-марганцевые конкреции образуются из коллоидных растворов и под действием микроорганизмов и создают шариковидные залежи железных руд. Фосфориты образуются в форме шишковидных конкреций неправильной формы, при слиянии которых возникают фосфоритные плиты – залежи фосфоритовых руд серого и буроватого цветов.
Горные породы органического происхождения широко распространены в природе – это останки животных и растений: кораллы, известняки, ракушечники, радиоляриевые, диатомовые и различные черные органические илы, торф, каменные и бурые угли, нефть.
Осадочная толща земной коры формируется под воздействием климата, ледников, стока, почвообразования, жизнедеятельности организмов, и ей присуща зональность: зональные донные илы в Мировом океане и континентальные отложения на суше (ледниковые и водно-ледниковые в полярных областях, торф в тайге, соли в пустыне и т. д.). Осадочные толщи накапливались в течение многих миллионов лет. За это время картина зональности многократно менялась в связи с переменами в положении оси вращения Земли и другими астрономическими причинами. Для каждой конкретной геологической эпохи можно восстановить систему зон с соответствующей ей дифференциацией процессов осадконакопления. Строение современной осадочной оболочки – это результаты перекрытия множества разновременных зональных систем.
На большей части территории земного шара почвообразование идет на осадочных горных породах. В северной части Азии, Европы и Америки обширные пространства заняты породами, отложенными ледниками четвертичного периода (мореной) и продуктами размывания их талыми ледниковыми водами.
Моренные суглинки и супеси. Эти породы отличаются неоднородностью состава: они представляют сочетание глины, песка и валунов различного размера. Супесчаные почвы содержат больше Si02 и меньше других окислов. Окраска большей частью красно-бурая, иногда палевая или светло-бурая; сложение плотное. Более благоприятную среду для растений представляют моренные отложения, содержащие валуны известковых пород.
Покровные глины и суглинки — безвалунные, мелкоземистые породы. Состоят преимущественно из частиц меньше 0,05 мм в диаметре. Окраска буровато-желтая, большей частью обладают мелкой пористостью. Содержат больше элементов питания, чем описанные выше пески.
Лессовидные суглинки и лессы – безвалунные, мелкоземистые, карбонатные, палевые и желто-палевые, мелкопористые породы. Для типичных лессов характерно преобладание частиц диаметром 0,05-0,01 мм. Встречаются также разновидности с преобладанием частиц диаметром меньше 0,01 мм. Содержание углекислого кальция колеблется от 10 до 50%. Верхние слои лессовидных суглинков нередко бывают освобождены от углекислого кальция. В бескарбонатной части преобладают кварц, полевые шпаты, глинистые минералы.
Красноцветная кора выветривания. В странах с тропическим и субтропическим климатом широко распространены мелкоземистые отложения третичного возраста. Они отличаются красноватой окраской, сильно обогащены алюминием и железом и обеднены другими элементами.
Типичный пример: латериты, красноцветная порода богатая железом и алюминием в жарких и влажных тропических областях, образованная в результате выветривания горных пород.
Рис. Латеритные коры выветривания
Коренные породы. На значительных территориях на поверхность выходят морские и континентальные породы дочетвертичного возраста, объединяемые под названием «коренные породы». Названные породы особенно распространены в Поволжье, а также в предгорьях и горных странах. Среди коренных пород широко распространены карбонатные и мергелистые суглинки и глины, известняки, а также песчаные отложения. Следует отметить обогащенность многих песчаных коренных пород элементами питания. Кроме кварца эти пески содержат значительные количества других минералов: слюд, полевых шпатов, некоторых силикатов и т. д. В качестве материнской горной породы они резко отличаются от древнеаллювиальных кварцевых песков. Состав коренных пород очень разнообразен и недостаточно изучен.
Дата публикования: 2015-07-22; Прочитано: 3603 | Нарушение авторского права страницы
studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.002 с)…
Полезные ископаемые России
В нашей стране имеются в достаточном количестве практически все виды полезных ископаемых.
К кристаллическому фундаменту древних платформ приурочены железные руды. Велики запасы железной руды в районе Курской магнитной аномалии, где фундамент платформы высоко приподнят и перекрыт осадочным чехлом относительно небольшой мощности. Это позволяет добывать руду в карьерах. Разнообразные руды приурочены и к Балтийскому щиту - железные, медно-никелевые, апатито-нефелиновые (используются для производства алюминия и удобрений) и многие другие. В чехле древней платформы на Восточно-Европейской равнине имеются различные полезные ископаемые осадочного происхождения. Каменный уголь добывают в бассейне Печоры. Между Волгой и Уралом. в Башкирии и Татарии, находятся значительные запасы нефти и газа. Крупные месторождения газа осваиваются в низовье Волги. На севере Прикаспийской низменности, в районе озер Эльтон и Баскунчак, добывают каменную (поваренную) соль. Большие запасы калийных и поваренных солей разрабатываются в Предуралье, в Полесье и в Прикарпатье. Во многих районах Восточно-Европейской равнины - на Среднерусской, Приволжской, Волыно-Подольской возвышенностях добываются известняки, стекольные и строительные пески, мел, гипс и другие минеральные ресурсы.
В пределах Сибирской платформы к кристаллическому фундаменту приурочены разнообразные месторождения рудных полезных ископаемых. С внедрением базальтов связаны крупные месторождения медно-никелевых руд, кобальта и платины. В районе их разработки вырос крупнейший город Заполярья - Норильск. С гранитными внедрениями Алданского щита связаны запасы золота и железной руды, слюды, асбеста и ряда редких металлов. В центральной части платформы по узким разломам фундамента образовались вулканические трубки взрывов. В Якутии в ряде из них ведется промышленная добыча алмазов. В осадочном чехле Сибирской платформы находятся крупные месторождения каменного угля (Якутия). Его добыча резко возросла с постройкой Байкало-Амурской железнодорожной магистрали. На юге платформы располагается Канско-Ачинское месторождение бурых углей. Во впадинах осадочного чехла находятся перспективные месторождения нефти и газа.
На территории Западно-Сибирской плиты обнаружены и разрабатываются полезные ископаемые только осадочного происхождения. Фундамент платформы залегает на глубине более 6 тыс. м и пока не доступен для разработок. В северной части Западно-Сибирской плиты разрабатываются крупнейшие газовые месторождения, а в средней - нефтяные. Отсюда газ и нефть подаются по трубопроводам в ряд районов нашей страны и государств Западной и Восточной Европы.
Наиболее разнообразны по своему происхождению и составу месторождения полезных ископаемых в горах. С древними складчатыми структурами байкальского возраста связаны месторождения полезных ископаемых, близких по своему составу к ископаемым фундамента древних платформ. В разрушенных складках байкальского возраста находятся месторождения золота (Ленские прииски). В Забайкалье значительны запасы железных руд, полиметаллов, медистых песчаников, асбеста.
Каледонские складчатые сооружения сочетают в себе в основном месторождения как метаморфических, так и осадочных полезных ископаемых.
Богаты разнообразными полезными ископаемыми и складчатые сооружения герцинского возраста. На Урале добывают железные и медно-никелевые руды, платину, асбест, драгоценные и полудрагоценные камни. Богатые полиметаллические руды разрабатываются на Алтае. Во впадинах среди складчатых структур герцинского возраста находятся гигантские запасы каменных углей.
В отрогах Кузнецкого Алатау располагается обширный Кузнецкий каменноугольный бассейн.
В областях мезозойской складчатости имеются месторождения золота на Колыме и в отрогах хребта Черского, олова и полиметаллов в горах Сихотэ-Алиня.
В горных сооружениях кайнозойского возраста месторождения полезных ископаемых встречаются реже и они не такие богатые, как в горах с более древними складчатыми структурами. Процессы метаморфизма и, следовательно, оруденения протекали здесь слабее. К тому же эти горы менее разрушены и их древние внутренние слои часто залегают на глубине, пока не доступной для использования. Из всех гор кайнозойского возраста наиболее богат полезными ископаемыми Кавказ. Вследствие интенсивных разломов земной коры и излияний и внедрений магматических пород более интенсивно протекали процессы оруденения. На Кавказе добывают полиметаллы, медные. вольфрамовые, молибденовые и марганцевые руды.
Полезные ископаемые осадочных пород
На поверхности Земли в результате действия различных экзогенных факторов образуются осадки, которые в дальнейшем уплотняются, претерпевают различные физико-химические изменения — диагенез, и превращаются в осадочные горные породы. Осадочные породы тонким чехлом покрывают около 75% поверхности континентов. Многие из них являются полезными ископаемыми, другие — содержат таковые.
Среди осадочных пород выделяют три группы:
Обломочные породы, возникающие в результате механического разрушения каких-либо пород и накопления образовавшихся обломков;
Глинистые породы, являющиеся продуктом преимущественно химического разрушения пород и накопления возникших при этом глинистых минералов;
Химические (хемогенные) и органогенные породы, образовавшиеся в результате химических и биологических процессов.
При описании осадочных горных пород так же, как и магматических, следует обращать внимание на их минеральный состав и строение. Первый является определяющим признаком для химических и органогенных пород, а также глинистых при микроскопическом их изучении. В обломочных породах могут присутствовать обломки любых минералов и горных пород.
Важнейшим признаком, характеризующим строение осадочных пород, является их слоистая текстура. Образование слоистости связано с условиями накопления осадков. Любые перемены этих условий вызывают либо изменение состава отлагающегося материала, либо остановку в его поступлении. В разрезе это приводит к появлению слоев, разделенных поверхностями напластования и часто различающихся составом и строением. Слои представляют собой более или менее плоские тела, горизонтальные размеры которых во много раз превышают их толщину (мощность). Мощность слоев может, достигать десятков метров или не превышать долей сантиметра. Изучение слоистости дает большой материал для познания палеогеографических условий, в которых формировалась изучаемая осадочная толща. Например, в морях на удалении от берега, в условиях относительно спокойного режима движения воды образуется параллельная, первично горизонтальная слоистость, в прибрежно-морских условиях — диагональная, в потоках морских и речных — косая и т.д. Важным текстурным признаком осадочных пород является также пористость, характеризующая степень их проницаемости для воды, нефти, газов, а также устойчивость под нагрузками. Невооруженным глазом видны лишь относительно крупные поры; более мелкие легко обнаружить, проверив интенсивность поглощения породой воды. Например, породы, обладающие тонкой, не видимой глазом пористостью прилипают к языку.
Структура осадочных пород отражает их происхождение — обломочные породы состоят из обломков более древних пород и минералов, т.е. имеют обломочную структуру; глинистые сложены мельчайшими не видимыми вооруженным глазом зернами преимущественно глинистых минералов — пелитовая структура; хемобиогенные обладают либо кристаллической структурой (от ясно видимой до скрытокристаллической), либо аморфной, либо органогенной, выделяемой в тех случаях, когда порода представляет собой скопление скелетных частей организмов или их обломков.
Большинство осадочных пород является продуктом выветривания и размыва материала ранее существовавших пород. Меньшая часть осадков происходит из органического материала, вулканического пепла, метеоритов, минерализованных вод. Различают осадки терригенные (табл. 1.), осадки органического, вулканического, магматического и внеземного происхождения.
Таблица 1. Материал, слагающий осадочные породы
|
Первичные компоненты |
Вторичные компоненты |
||
|
Обломочные |
Выделившиеся химическим путем |
Привнесенные |
Образовавшиеся в процессе изменения породы |
|
Обломки пород Кварциты Кристаллические сланцы, филлиты, глинистые (аспидные) сланцы Песчаники Грубые пирокластические породы (вулканические бомбы, обломки) Осколки стекла, вулканический пепел Зерна минералов Халцедон, кремень, яшма Полевой шпат Мусковит Магнетит, ильменит Роговая обманка, пироксен Глинистые минералы |
Кальцит, другие карбонаты Опал, халцедон (кварц) Глауконит Окислы марганца Карбонатный материал Ангидрит |
Опал, халцедон Карбонаты Гидроокислы железа |
Слюдистые минералы Ангидрит Глауконит |
Полезные ископаемые извлекаемые из осадочных пород
Осадочные породы имеют исключительно важное практическое и теоретическое значение. В этом отношении с ними не могут сравниться никакие другие горные породы.
Осадочные породы самые важные в практическом отношении: это и полезные ископаемые, и основания для сооружений, и почвы.
Человечество добывает из осадочных пород более 90 % полезных ископаемых. Большая часть из них берется только из осадочных пород: нефть, газ, уголь и другие горючие ископаемые, алюминиевые, марганцевые и другие руды, цементное сырье, соли, флюсы для металлургии, пески, глины, удобрения и т. д.
Руды черных и цветных металлов. Основной металл современной техники — железо добывается почти нацело (более 90 %) из седилитов, если учитывать и железистые кварциты докембрия, являющиеся в настоящее вpeмя метаморфическими породами, но сохраняющими свой первоначальный седиментационный вещественный состав. Основными рудами пока остаются молодые мезокайнозойские оолитовые морские и континентальные залежи аллювиального, дельтового и прибрежно-морского типов и коры выветривания тропических стран: Кубы, Южной Америки, Гвинеи и других стран Экваториальной Африки, островов Индийского и Тихого океанов, Австралии. Эти руды обычно чистые, легко доступны для разработки открытым способом, часто готовы для металлургического процесса, и их запасы колоссальны. С ними начинают конкурировать железистые кварциты, или джеспилиты, архея и протерозоя, гигантские, запасы которых имеются на всех материках, но они требуют обогащения. Их разрабатывают также открытым способом, например в Михайловском и Лебединском карьерах КМА, на Украине, в Южной Австралии и других странах. Помимо этих двух основных типов важны сидеритовые руды протерозоя (рифея) Бакала (Башкирия). Другие типы озерно-болотные (на них работали при Петре 1 железорудные заводы Петрозаводска), вулканогенно-осадочные (лимонитовые каскады и др.), сидеритовые конкреции паралических угленосных толщ — второстепенны.
Марганцевые руды на все 100 % добываются из осадочных пород. Основными типами месторождений их являются мелководные морские, приуроченные к спонrолитам, пескам, глинам. Таковы месторождения-гиганты Никополя (Украина), Чиатуры (Западная Грузия), восточного склона Урала (Полуночное, Марсяты и др.), а также Лабы (Северный Кавказ) и Мангышлака. Самое поразительное, что почти все они приурочены к узкому временному интервалу — олигоцену. Вторым типом являются вулканогенно-осадочные руды палеoзоя, главным образом девона: на Урале в Магнитогорском эвгеосинклинальном прогибе, часто в яшмах; в Казахстане — во впадинах Атасуйского района и др. Железомарганцевые конкреции океанов — второстепенные руды на марганец. Этот металл может добываться лишь попутно с кобальтом, никелем, медью.
Хромовые руды, наоборот, добываются в основном из магматических пород, а на долю осадочных приходится всего 7%.
Все другие компоненты черной металлургии — флюсы — понижающие температуру плавления (известняки), кокс (угли коксующиеся), формовочные пески- добываются нaцeло из осадочных пород.
Руды цветных u легких металлов на 100-50 % добываются из осадочных пород. Алюминий нацело выплавляется из бокситов, как и магниевые руды из магнезитов осадочного генезиса. Основным типом месторождений бокситов служат современные или мезокайнозойские коры выветривания латеритного профиля, развивающиеся в тропическом влажном поясе Земли. Другие типы — это переотложенные латеритные коры выветривания ближнего (коллювий, аллювий, карстовые полосы) или несколько более дальнего (прибрежная лагунная и другая затишная зона) разноса. Крупнейшими такими месторождениями являются нижнекаменноугольные Тихвинские, среднедевонские Красная Шапочка, Черемуховское и другие месторождения, составляющие Северо-Уральский бокситовый район (СУБР), Северо-Американские (Apканзасские и др.), Венгерские и др.
Магний добывается в основном из магнезитов и отчасти из доломитов осадочного генезиса. Крупнейшими в России и мире являются рифейские Саткинские месторождения в Башкирии метасоматического, очевидно катагенетического, гeнeзиса по первичным доломитам. Толщина тел магнезитов достигает многих десятков метров, а мощность толщи 400 м.
Титановые руды на 80 % осадочные, россыпные (рутил, ильменит, титаномагнетиты и др.), состоящие из остаточных минералов, мобилизованных из магматических пород.
Медные руды на 72 % осадочные — медистые песчаники, глины, сланцы, известняки, вулканогенно-осадочные породы. Большей частью они связаны с красноцветными аридными формациями девона, перми и другого возраста. Никелевые руды на 76% осадочные главным образом коры выветривания ультраосновных пород, cвинцoвo-цинкoвыe на 50 % вулканогенно-осадочные, гидротермально-осадочные, а оловянные — россыпи касситеритов — на 50 % осадочные.
Руды «малых» и редких элементов на l00-75% осадочные: на 100% цирконо-гафниевые (россыпи цирконов, рутилов и др.), на 80% кобальтовые, на 80% peдко-земельные (монацитовые и друrие россыпные) и на 75 % тантало-ниобиевые, также в значительной мере россыпные.
Осадочные полезные ископаемые наиболее характерны для платформ, так как там располагается платформенный чехол. Преимущественно это нерудные полезные ископаемые и горючие, ведущую роль среди которых играют , уголь, горючие сланцы. Они образовались из накопившихся в прибрежных частях мелководных морей и в озерно-болотных условиях суши остатков растений и животных. Эти обильные органические остатки могли накопиться лишь в достаточно влажных и теплых условиях, благоприятных для пышного развития . В жарких засушливых условиях в мелководных морях и прибрежных лагунах происходило накопление солей, использующихся как сырье в .
Добыча полезных ископаемых
Существует несколько способов добычи полезных ископаемых . Во-первых, это открытый способ, при котором горные породы добываются в карьерах. Он экономически более выгоден, так как способствует получению более дешевого продукта. Однако брошенный карьер может стать причиной образования широкой сети . Шахтный способ добычи угля требует больших затрат, поэтому является более дорогостоящим. Наиболее дешевый способ добычи нефти - фонтанный, когда нефть поднимается по скважине под нефтяных газов. Распространен также насосный способ добычи. Существуют и особые способы добычи полезных ископаемых. Они называются геотехнологическими. С их помощью из недр Земли добывают руду. Делается это закачиванием горячей воды, растворов в пласты, содержащие необходимое полезное ископаемое. Другие скважины откачивают полученный раствор и отделяют ценный компонент.
Потребность в полезных ископаемых постоянно растет, увеличивается добыча , но полезные ископаемые - это исчерпаемые природные ресурсы, поэтому необходимо более экономно и полно расходовать их.
Для этого есть несколько путей:
- снижение потерь полезных ископаемых при их добыче;
- более полное извлечение из породы всех полезных компонентов;
- комплексное использование полезных ископаемых;
- поиск новых, более перспективных месторождений.
Таким образом, основным направлением использования полезных ископаемых на ближайшие годы должно стать не увеличение объема их добычи, а более рациональное использование.
При современных поисках полезных ископаемых необходимо использовать не только новейшую технику и чувствительные приборы, но и научный прогноз поиска месторождений, который помогает целенаправленно, на научной основе вести разведку недр. Именно благодаря подобным методам были сначала научно предсказаны, а затем открыты месторождения алмазов в Якутии. Научный прогноз опирается на знание связей и условий образования полезных ископаемых.
Краткая характеристика основных полезных ископаемых
Самый твердый из всех минералов. По составу он - чистый углерод. Встречается в россыпях и в виде вкраплений в породах. Алмазы бывают бесцветные, но встречаются и окрашенные в различные цвета. Ограненный алмаз называется бриллиантом. Его вес принято измерять в каратах (1 карат = 0,2 г). Самый крупный алмаз найден в Южной : он весил более 3000 карат. Большинство алмазов добывается в Африке (98% от добычи в капиталистическом мире). В России крупные месторождения алмазов расположены в Якутии. Прозрачные кристаллы используются для изготовления драгоценных камней. До 1430 года бриллианты считались обычными драгоценными камнями. Законодательницей моды на них стала француженка Агнесса Сорель. Непрозрачные алмазы благодаря своей твердости используются в промышленности для резания и гравировки, а также для шлифовки стекла и камня.
Мягкий ковкий металл желтого цвета, тяжелый, на воздухе не окисляется. В природе встречается главным образом в чистом виде (самородки). Самый крупный самородок, весом в 69,7 кг, был найден в Австралии.
Золото встречается и в виде россыпи - это результат и размыва месторождения, когда крупинки золота освобождаются и уносятся в , образуя россыпи. Золото испрльзуют при производстве точных приборов и различных украшений. В России золото залегает на и в . За рубежом - в Канаде, . Так как в природе золото встречается в небольших количествах и добыча его связана с большими затратами, то оно и считается драгоценным металлом.
Платина (от испанского plata - серебро) - драгоценный металл от белого до серо-стального цвета. Отличается тугоплавкостью, стойкостью к химическим воздействиям и электропроводностью. Добывается главным образом в россыпях. Используется для изготовления химической посуды, в электротехнике, ювелирном и зубоврачебном деле. В России платина добывается на Урале и в Восточной Сибири. За рубежом - в Южной Африке.
Драгоценные камни (самоцветы) - минеральные тела, обладающие красотой окраски, блеском, твердостью, прозрачностью. Они подразделяются на две группы: камни, идущие на огранку, и поделочные. К первой группе относятся алмаз, рубин, сапфир, изумруд, аметист, аквамарин. Ко второй группе - малахит, яшма, горный хрусталь. Все драгоценные камни, как правило, имеют магматическое происхождение. Однако жемчуг, янтарь, коралл - минералы органического происхождения. Драгоценные камни применяются в ювелирном деле и в технических целях.
Туфы - горные породы различного происхождения. Известковый туф - пористая горная порода, образующаяся в результате осаждения углекислого кальция из источников. Такой туф используется для получения цемента и извести. Вулканический туф - сцементированный . Туфы применяются как строительный материал. Имеет разные цвета.
Слюды - горные породы, обладающие способностью расщепляться на тончайшие слои с гладкой поверхностью; в виде примесей встречаются в осадочных породах. Различные слюды применяются как хороший электроизолятор, для изготовления окон в металлургических печах, в электро- и радиопромышленности. В России слюды добываются в Восточной Сибири, в . Промышленные разработки месторождений слюд ведутся на Украине, в США, .
Мрамор - кристаллическая горная порода, образовавшаяся в результате метаморфизма известняков. Он бывает различного цвета. Применяется мрамор как строительный материал для облицовки стен, в архитектуре и скульптуре. В России много его месторождений на Урале и Кавказе. За рубежом наибольшей известностью пользуется мрамор, добываемый в .
Асбест (греч. неугасимый) - группа волокнистых несгораемых горных пород, расщепляющихся на мягкие волокна зеленовато-желтого или почти белого цвета. Он залегает в виде жил (жила - минеральное тело, заполняющее трещину , имеет обычно плитообразную форму, уходя по вертикали на большие глубины. Длина жил достигает двух и более километров), среди изверженных и осадочных пород. Применяется для изготовления специальных тканей (противопожарная изоляция), брезентов, огнестойких кровельных материалов, а также теплоизоляционных материалов. В России добыча асбеста ведется на Урале, в , за рубежом - в и других странах.
Асфальт (смола) - хрупкая смолистая горная порода бурого или черного цвета, представляющая собой смесь углеводородов. Асфальт легко плавится, горит коптящим пламенем, является продуктом изменения некоторых видов нефти, из которых улетучилась часть веществ. Асфальт часто пронизывает песчаники, известняки, мергель. Применяется как строительный материал для покрытия дорог, в электротехнике и резиновой промышленности, для приготовления лаков и смесей для гидроизоляции. Основные месторождения асфальта в России - район г. Ухта, за рубежом - в , во Франции, .
Апатиты - минералы, богатые фосфорными солями, зеленого, серого и других цветов; встречаются среди различных изверженных пород, местами образуя большие скопления. Апатиты в основном используются для производства фосфорных удобрений, их используют также в керамической промышленности. В России крупнейшие залежи апатитов расположены в , на . За рубежом их добывают в , Южно-Африканской Республике.
Фосфориты - осадочные горные породы, богатые соединениями фосфора, которые образуют в породе зерна или скрепляют различные минералы в плотную породу. Окраска фосфоритов темно-серая. Применяются они, как и апатиты, для получения фосфорных удобрений. В России месторождения фосфоритов распространены в Московской и Кировской областях. За рубежом их добывают в США (п-ов Флорида) и .
Алюминиевые руды - минералы и горные породы, используемые для получения алюминия. Главные алюминиевые руды - это бокситы, нефелины и алуниты.
Бокситы (название пошло от местности Бо на юге Франции) - осадочные горные породы красного или коричневого цвета. На севере залегает 1/3 их мировых запасов, и по их добыче страна входит в число ведущих государств. В России бокситы добываются в . Главным компонентом бокситов является окись алюминия.
Алуниты (название происходит от слова алун - квасцы (фр.) - минералы, в состав которых входят алюминий, калий и другие включения. Алунитовая руда может быть сырьем для получения не только алюминия, но и калийных удобрений и серной кислоты. Месторождения алунитов есть в США, Китае, на Украине, в и других странах.
Нефелины (название происходит от греческого «нефеле», что означает облако) - минералы сложного состава, серого или зеленого цветов, содержащие значительное количество алюминия. Входят в состав изверженных пород. В России нефелины добывают на и в Восточной Сибири. Алюминий, получаемый из этих руд, - мягкий металл, дает прочные сплавы, широко применяется , а также в производстве товаров домашнего обихода.
Железные руды - природные минеральные скопления, содержащие железо. Они разнообразны по минералогическому составу, количеству в них железа и различным примесям. Примеси могут быть ценными (марганцевый хром, кобальт, никель) и вредными (сера, фосфор, мышьяк). Главными являются бурый железняк, красный железняк, магнитный железняк.
Бурый железняк , или лимонит, - смесь нескольких минералов, содержащих железо с примесью глинистых веществ. Имеет бурый, желто-бурый или черный цвет. Встречается чаще всего в осадочных породах. Если руды бурого железняка - одной из наиболее распространенных железных руд - имеют содержание железа не менее 30%, то они считаются промышленными. Основные месторождения - в России (Урал, Липецкое), на Украине (), Франции (Лотарингское), на .
Красный железняк , или гематит, - минерал от красно-бурого до черного цвета, содержащий железа до 65%.
Встречается в различных горных породах в виде кристаллов и тонких пластин. Иногда образует скопления в виде твердых или землистых масс ярко-красного цвета. Основные месторождения красного железняка - в России (КМА), на Украине (Кривой Рог), США, Бразилии, Казахстане, Канаде, Швеции.
Магнитный железняк , или магнетит, - минерал черного цвета, содержащий 50-60% железа. Это высококачественная железная руда. Состоит из железа и кислорода, сильно магнитен. Встречается в виде кристаллов, вкраплений и сплошных масс. Основные месторождения - в России (Урал, КМА, Сибирь), на Украине (Кривой Рог), в Швеции и США.
Марганцевые руды - минеральные соединения, содержащие марганец, главное свойство которого - придавать стали и чугуну ковкость и твердость. Современная металлургия немыслима без марганца: выплавляется специальный сплав - ферромарганец, содержащий до 80% марганца, который применяется для выплавки высококачественной стали. Кроме этого, марганец необходим для роста и развития животных, является микроудобрением. Основные месторождения руды располагаются на Украине (Никольское), в Индии, Бразилии и Южно-Африканской Республике.
Оловянные руды - многочисленные минералы, содержащие олово. Разрабатываются оловянные руды с содержанием олова 1-2% и более. Эти руды требуют обогащения - увеличения ценного компонента и отделения пустой породы, поэтому в плавку идут руды, содержание олова в которых увеличено до 55%. Олово не окисляется, что вызвало его широкое применение в консервной промышленности. В России оловянные руды залегают в Восточной Сибири и на , а за рубежом их добывают в Индонезии, на полуострове .
Никелевые руды - минеральные соединения, содержащие никель. Он не окисляется на воздухе. Добавка никеля к сталям сильно повышает их упругость. Чистый никель применяется в машиностроении. В России его добывают на Кольском полуострове, на Урале, в Восточной Сибири; за рубежом - в Канаде, на , в Бразилии.
Урано-радиевые руды - минеральные скопления, содержащие уран. Радий - продукт радиоактивного распада урана. Содержание радия в рудах урана ничтожно мало - до 300 мг на 1 тонну руды. имеют большое значение, так как деление ядер каждого грамма урана может дать в 2 миллиона раз больше энергии, чем сжигание 1 грамма топлива, поэтому они используются в качестве топлива на АЭС для получения дешевой электроэнергии. Урано-радиевые руды добывают в России, США, Китае, Канаде, Конго, и в других странах мира.
Я со школы знала в общих чертах, как сформировались запасы осадочных пород. За годы после её окончания мне удалось узнать об этом процессе более подробно. Поделюсь знаниями с вами.
Образование месторождений осадочных полезных ископаемых
Данный тип ископаемых является, по сути, огромным пластом спрессованного, накопленного со временем, осадка. Этот осадочный материал - основа. Образовывается он по-разному, в зависимости от условий (под водой, на суше или в недрах планеты). На суше и в водоёмах - это продукты жизнедеятельности растений и, отчасти, животных. Некоторые породы поддаются разрушительной силе водных потоков, силы тяжести, ледников, перепадов температуры, дробясь на обломки разного размера и, тем самым, становясь материалом. Затем на суше это всё подвергается химическому разложению посредством:
- природных вод;
- углекислого газа;
- свободного кислорода;
- органических кислот.
Кислород – окисляет, углекислый газ и кислоты – разлагают.
В толще воды газообразные и растворённые вещества путём химических реакций и жизнедеятельности организмов способны переходить в твёрдую фазу, образовывая осадочный материал.
Вулканическая деятельность приносит материал из недр.
Примеры осадочных пород и их месторождения
Место, где массово происходило накопление осадочного материала, называют месторождением.
К числу полезных ископаемых, которые добываются из осадочных пород, относятся: соли, нефть, пески, газ, глины, цементное сырьё, уголь, флюсы для металлургии, алюминиевые, магниевые, марганцевые, титановые, медные, никелевые, кобальтовые, оловянные руды, частично хромовые, свинцово-цинковые.
Месторождения марганцевых руд: Никопольское (Украина), Мангышлак, Полуночное и Марсяты (склоны Урала).
Самыми внушительными скоплениям магниевых руд в мире являются Саткинские месторождения (Россия, Башкирия).
Угольные бассейны: Тунгусский и Кузбасс (Россия), Иллинойсский и Аппалачский (США), Рурский (Германия).
Масштабнейшие месторождения соли: Мёртвое море, Соледар (Украина), Бельжанское (Россия), залив Кара-Богаз-Гол (Туркмения).
Главная > Диплом1.2.4.Полезные ископаемые осадочного происхождения.
Наибольшее количество видов минерального сырья в пределах Архангельской области связано с осадочными породами, поскольку они покрывают большую ее часть.
Нефть и горючий газ.
Они залегают на территории Ненецкого автономного округа и приурочены к многокилометровой толще осадочных пород Печорской плиты. Среди полезных компонентов выделяются собственно нефть, горючий газ как в свободном виде, так и растворенный в нефти, парафин и сера. Первые геофизические исследования на нефть и газ в округе начаты в 1956 году. В 1966 году открыто первое в ненецкой тундре месторождение газа, которое назвали Шапкинское. В результате широких геологоразведочных работ на территории Ненецкого автономного округа создана реальная сырьевая база. Уже сегодня геология превратилась в ведущую отрасль народного хозяйства, в которой занята треть работоспособного населения региона. Открыто 75 месторождений: 64 нефтяных, 6 нефтегазоконденсатных, 3 газоконденсатных, 1 газовое, 1 газонефтяное. Начальные суммарные ресурсы составляют 2407 миллионов тонн нефти, 1170 миллиардов кубометров свободного газа, 44 миллиона тонн газоконденсата, 133 миллиарда кубометров растворенного газа. По богатству недр нефтегазосырьевыми ресурсами Ненецкий округ стоит на третьем месте после Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого округов. По сумме сырья на долю Ненецкого округа приходится около 53% нефти и газа Тимано-Печорской провинции. Несмотря на то, что в округе открыто 75 месторождений углеводородного сырья, в эксплуатации в настоящее время находится 4 месторождения: Песчаноозерское (о.Колгуев), Харьягинское, Ардалинское и Василковское. К промышленному освоению подготовлено 14 месторождений, остальные находятся в различных стадиях поисково-разведочных работ. Нефть на территории округа не перерабатывается и в сыром виде транспортируется за его пределы. На шельфе Баренцева моря открыты Приразломное месторождение нефти и Штокмановское месторождение газа.По результатам поисково-разведочных работ потенциал шельфа Баренцева моря сравним по ресурсам с Западно-Сибирской нефтегазоносной провинцией. В принципе шельф составляет с Тимано-Печорской провинцией единую крупную суперпровинцию, которая является уникальной сырьевой базой углеводородного сырья. К углеводородным ресурсам округа проявляют большой интерес нефтяные компании США, Норвегии, Финляндии, Великобритании. На Ардалинском месторождении с 1994 года ведет добычу нефти СП "Полярное Сияние", основанное "Архангельскгеологией" и американской компанией "Коноко"
Каменный уголь
На юго-западном склоне Пай-Хоя в бассейне реки Каратаиха открыто несколько непромышленных месторождений угля: Талатинское, Вась-Ягинское, Янгарейское, Хейягинское, Нямдоюсское, Силовское. На северо-восточном склоне Пай-Хоя и на реке Волонге на Северном Тимане также установлены проявления углей. Маломощные их прослойки промышленного значения не имеют из-за высокой зольности. В самые последние годы в пределах Ненецкого автономного округа удалось проследить краевую часть шахтного поля с высококачественными углями крупнейшей в Воркуте шахты Воргашорская. На территории Ненецкого округа широко распространены горючие сланцы. Их запасы оцениваются порядка 5 миллиардов тонн.
Бокситы
Боксит состоит главным образом из гидратированных оксида алюминия (Al 2 O 3 nH 2 O) и оксида железа (III) (Fe 2 O 3 mH 2 O), а также кремнезема SiO 2 и различных примесей. В нашей области месторождения бокситов разведаны в Плесеком районе. Это Иксинское, Булатовское, Плесецкое и Дениславское месторождения. Они являются одними из крупнейших месторождений боксита в России и единственными в Европе. Отличительной чертой североонежских бокситов является наличие в их составе, кроме алюминия, ряда ценных попутных компонентов. Залежи бокситов находятся на небольшой глубине и добываются открытым способом. Боксит-это главное сырье для промышленного получения алюминия. Кроме того, североонежские бокситы используются для производства высококачественных абразивов и электрокорунда, а также огнеупорных материалов.
Гипс и ангидрит.
Особенно велики в Архангельской области запасы гипса и ангидрита. Гипс-это минерал, по химическому составу-сульфат кальция, гидратированный двумя молекулами воды CaSO 4 2H 2 O Ангидрит-это минерал, представляющий собой безводный сульфат кальция. Крупнейшие месторождения гипса и ангидрита сосредоточены в долинах рек Северная Двина, Пинега и Кулой. Наиболее крупными месторождениями являются:Звозское (на Северной Двине), Мехреньгское (на реке Мехреньге в Плесецком районе), Пинежское и Сийское (в бассейне реки Пинега). Гипс находит широкое применение в народном хозяйстве. Он является ценным химическим сырьем и используется в производстве серной кислоты, в целлюлозно-бумажной промышленности в качестве наполнителя для бумаги, в строительной промышленности для производства алебастра и цемента, в сельском хозяйстве для гипсования почв, в металлургии, в медицине, для лепки и отливочных работ, в производстве красок. Селенит (волокнистый гипс) используется в камнерезной промышленности в качестве облицовочного и поделочного камня.
Карбонатные породы (известняк и доломит).
По химическому составу известняк представляет собой карбонат кальция CaCO 3 , а доломит- карбонат кальция-магния CaMg(CO 3) 2 . Они являются сырьем для получения цемента, применяются в целлюлозно-бумажной промышленности, в сельском хозяйстве- для известкования почв, для получения извести, в качестве бутового камня и щебня. Крупнейшими месторождениями карбонатных пород являются: Орлецкое в Холмогорском районе, Обозерское, Швакинское, Кямское и Емецкое в Плесецком районе. Запасы карбонатного сырья в Архангельской области достаточно велики.
Глины кирпичные.
Они используются для производства кирпича и черепицы. Наиболее пригодными месторождениями из числа разведанных являются: в районе г. Архангельска- Уемское и Глинникское, в Онежском районе- Андское, в Холмогорском районе- Малотовринское, Ухостровское и Хоробицкое, в Вельском районе- Важское и Кочевское, в Красноборском- Красноборское, в Верхнетоемском- Лебашское,в Мезенском- Мезенское, в Шенкурском- Павловское, в Каргопольском- Полуборское, в Виноградовском- Семеновское, в Устьянском- Шангальское, в Пинежском- Шотовское, в Ненецком автономном округе- Нарьян-Марское.
Глины керамзитовые.
Некоторые разновидности легкоплавких глин и суглинков пригодны для производства керамзита- искусственного пористого мелкокускового материала, применяемого для тепло- и звукоизоляции, в качестве заполнителя для бетона. В Архангельской области известны месторождения: Казарма (Котласский район), Кудемское (Приморский район), Тесовка (Онежский район), Березники (Вилегодский район), Октябрьское (Устьянский район).
Глины цементные.
Они являются ценным сырьём, используемым в качестве одного из компонентов при производстве цемента.Месторождения расположены в Плесецком районе (Тимме и Шелекса).
Строительные пески и гравий.
Пески, гравий и валуногалечный материал необходимы для дорожного строительства и используются в качестве заполнителей для бетона и строительных растворов. Различные по размерам залежи их встречаются на территории области повсеместно. Наиболее крупные скопления состовляют месторождения Норменга, Облоозеро, Подюга- Звенячье, Нименга, Малая Речка, Няндома-3, Няндома-5 и др. Все они разрабатываются открытым способом (карьер).
Металлические рудопроявления.
В осадочных породах известны и проявления металлов. Стронций в виде минерала целестина (SrSO 4) встречается у деревни Вальтево на реке Пинеге. Проявление марганца известны на Пай-Хое.
Подземные воды.
По составу и использованию подземные воды можно условно разделить на 3 большие группы: пресные для хозяйственного и питьевого водоснабжения, минеральные лечебно-питьевые и рассолы- сырьё для хим. переработки с целью получения пищевой соли и различных веществ для технического использования.
Пресные воды.
Разведаны, подсчитаны и утверждены запасы 16 крупнейших месторождений пресных вод без учёта многочисленнейших выходов пресных вод в колодцах, источниках, скважинах, используемых для местных нужд в деревнях и посёлках. По своему составу пресные воды относятся в основном к гидрокарбонатному типу. Большинство месторождений связано с водоносным горизонтом известняков и доломитов. Пресные воды используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения в Каргополе, Няндоме, Вельске,Нарьян-Маре и других населённых пунктах. Одним из крупнейших в европейской части России является Пермиловское и Тундро-Ломовое месторождения подземных пресных вод.Они расположены соответственно в 100 и 50 км от Архангельска. Воды в них слабонапорные, по составу гидрокарбонатные с минерализацией 0,3- 0,7 г/л. Залегая на глубинах в несколько десятков метров, они достаточно надёжно защищены с поверхности и пополняются за счёт атмосферных осадков и подземных вод с соседних участков.Запасы пресной воды в данных месторождениях достаточно велики и могут обеспечить водоснабжение Архангельска и Северодвинска в течение многих лет.
Минеральные подземные воды.
Они достаточно разнообразны по своему химическому составу. Уже много веков используются хлоридно-натриевые, сероводородные источники и иловые грязи Сольвычегодска.В последние годы Сольвычегодский курорт начал применять для лечения разведанные геологами бромные воды. Примерно в XVII века население Севера России в лечебных целях пользовалось водами источника Талец в долине р. Верховки на Онежском п-ове. Воды его по составу близки к нарзанным водам Северного Кавказа. В последние годы здесь разведано Куртяевское месторождение гидрокарбонатно-хлоркальциевых натриевых вод. В 80е гг XX века разнообразные типы минеральных лечебных вод найдены и разведаны в окрестностях Архангельска. Так,на курорте Беломорье в 40 км от Архангельска используется бромная хлоридная кальциево-натриевая вода для питья и ванн. На основе данного месторождения производится разлив минеральной воды "Беломорская". В Северодвинске также найдены минеральные воды для питья и ванн нескольких типов. Они используются в лечебных учереждениях Архангельска и Северодвинска.В санатории "Сосновка" под Вельском используется хлоридная бромоборная вода. В 1985 году в городе Нарьян-Маре в 3 скважинах- на территории рыбокомбината, у аэропорта и в поселке Факел- была найдена минеральная вода. В 1995 году после закупки и отладки оборудования началс выпуск минеральной воды "Нарьян-Марская-1". Вода из скважины разводится на 3 части пресной водой, фильтруется и охлаждается до плюс 4 градусов для лучшего насыщения углекислым газом в сатураторе.После этого вода направляяется на розлив.
Рассолы.
Это сильноминерализованные подземные воды.В пределах области они были известны и широко использовались для получения соли ещё в XII веке. На большинстве старых месторождений они давно выработаны и в настоящее время не добываваются. В последние годы крупное месторождение солей более 100 г/л разведано в районе Коряжмы. Эксплуатация этого месторождения позволит получать в больших кол-вах пищевую соль и ряд других химических веществ для технических нужд. В районе Архангельска изучено месторождение йодных вод, пригодных для получения твёрдого йода. Геологические исследования Архангельской области продолжаются и можно ожидать открытия новых месторождений полезных ископаемых. Месторождения полезных ископаемых, которые встречаются на территории Архангельской области, отмечены на карте, которая помещена в приложении 2 данной работы.
1.2.5. Перспективы использования полезных ископаемых Архангельской области в народном хозяйстве.
Недра Европейского Севера богаты природными ресурсами. Проведённые геолого-разведочные работы показывают, что Архангельская область занимает не только центральное географическое положение на Европейском Севере, но и наиболее важное по перспективам развития минерально-сырьевого и топливно-энергетического комплексов. Возможности использования полезных ископаемых в настоящее время используются далеко не полностью. Пока невелика мощность бокситодобывающих рудников. Большие перспективы имееет развитие металлургического комплекса. т.к. за пределы области выгоднее вывозить продукцию, а не руду. Промышленное освоение северных бокситов может обеспечить достаточное увеличение производства алюминия и создание надёжной сырьевой базы для других глинозёмных заводов нашей страны. Есть основания говорить о возможности формирования таких промышленных районов, как Тимано-Канинского, Новоземельско-Амдерминского, района Ветряного Пояса и др. Здесь известны уже амдерминские месторождения флюоритов, тиманских агатов, имеются неплохие предпосылки открытия месторождений меди и полиметаллов на Новой Земле, никеля, титана, марганца, полиметаллов, янтаря, драгоценных камней и других важнейших ископаемых на Тимане, Пай-Хое, Ветряном Поясе. В Коношском районе вскрыты залежи железных руд. Разведочные работы показали, что область богата такими полезными ископаемыми, которые необходимо в первую очередь использовать для внутренних нужд края. Это нерудное сырьё и подземные воды. Промышленность строительных материалов развита в области недостаточно. Ощущается их острый дефицит. Наша область обладает достаточными запасами сырья для промышленности строительных материалов. Базальты горы Мяндуха могут быть использованы не только для производства щебня, но и в качестве облицовочного камня, для каменного ллитья, производства минерального холста, картона, ваты. Гипс может использоваться не только в качестве строительного материала, но и в качестве формовочного, поделочного, а тпкже в сельском хозяйстве, бумажной промышленности. Очень многочисленны месторождения песчано-гравийного материала, который пригоден для строительства дорог. Думая о перспективах развития края, нужно учитывать, что минерально-сырьевой комплекс области будет давать несравненно большую отдачу, если будут решены вопросы не только добычи, но и переработки природного сырья.
1.3. Методы изучения минералов.
Для определения (диагностики) минералов существует комплекс различных методов, начиная от самых простых, поверхностных, и кончая детальными исследованиями с применением особых приборов. В практике наиболее простым является определение минералов по внешней форме- морфологическим особенностям кристаллов и их агрегатов. Но это возможно лишь в тех редких случаях, когда форма минерала типична и он представлен достаточно крупными кристаллами или однородными мономинеральными агрегатами. Для определения минерала одних морфологических особенностей бывает недостаточно, необходимо применять более сложные методики, например изучения комплекса его физических свойств. Простейшие химические реакции помогают установить наличие или отсуствие в минерале отдельных химических элементов.
1.3.1. Методы изучения физических свойств.
Для установления принадлежности данного образца к определённому виду внимательно изучают внешнюю форму и физические свойства минералов по совокупности характерных признаков, используя специальный справочник- определитель минералов. Ход определения минерала следующий. Прежде всего устанавливается твёрдость минерала. Для этого испытуемый минерал чертят по известным минералам или по предметам с известной твёрдостью. Затем определяют блеск минерала, для этого надо найти свежую поверхность раскола. Отмечают цвет минерала и цвет черты, характер излома. По комплексу физических свойств определяют минерал. Комплекс физических свойств минералов Архангельской области приведён в приложении данной работы.
1.3.2. Методы изучения химического состава.
В полевых условиях можно сделать предварительный качественный анализ. Для химического анализа часто берут растворы, получаемые после обработки руд и минералов кислотами, и действуют на них также растворами реактивов. Но в полевых условиях дистиллированную воду, необходимую для приготовления растворов, достать невозможно. К тому же опыт показывает, что химические реакции можно проводить и между твёрдыми веществами, если их растереть (метод растирания- один из сухих методов качественного анализа). Ещё в 19 веке профессор Казанского университета Флавицкий Ф.М. очень убедительно доказал, что все реакции, которые до этого проводились в растворах, удаются и при проведении их между твёрдыми веществами. Флавицкий даже изобрёл карманную химическую лабораторию, которой можно было пользоваться при проведении химических реакций. В ней использовались чистые соли. Но выделить из руды или минерала соль какого-либо металла в чистом виде, чтобы провести реакцию между твёрдыми веществами, крайне трудно. А что если проводить реакцию прямо с минералом? Практика подтвердила, что в большинстве случаев это можно делать. Но иногда реакция может и не произойти. Как быть тогда? Как говорилось выше, для получения растворов на руды и минералы действуют кислотами. А есть ли возможность разложить их без кислот? Оказывается, можно. Как известно, соли аммония при нагревании разлагаются. Например, сульфат аммония разлагается на аммиак, оксид серы (VI) и воду. Хлорид аммония разлагается на аммиак и хлороводород. Благодаря этой особенности солей аммония, их используют для разложения минералов. При нагревании минералов с сульфатом аммония образуются сульфаты тех металлов, которые входили в состав руды. После разложения масса имеет светло-серый цвет. Слишком перегревать массу нельзя, т.к. некоторые сульфаты при сильном нагревании разлагаются до оксидов. При разложении минерала хлоридом аммония образуются хлориды металлов. Но нужно учесть, что некоторые хлориды при сильном нагревании улетучиваются. Это хлорид железа (III), хлорид алюминия, хлорид титана (IV), хлорид сурьмы (V) и некоторые другие. Таким образом, нужно уметь правильно подобрать аммонийную соль, которая была бы пригодна для разложения руд и минералов. Аналитические реакции можно проводить на поверхности минералов. Для этого отбивают геологическим молотком кусок минерала и проводят реакцию на месте свежего излома. Можно также выбранное место на минерале вначале осторожно зачистить стальным ножом, чтобы снять поверхностный слой, и проводить реакцию на обнажённой поверхности. На зачищенное место или свежий излом помещают немного нужного реактива и растирают его на возможно малой площадке стеклянной палочкой. Важно, чтобы конец стеклянной палочки был не закруглённым, а плоским, но без острых краёв. Если реакция на поверхности не дала ожидаемого результата, то это не значит, что определяемый элемент отсуствует. Тогда проводят реакцию с измельчённым минералом. Небольшую порцию минерала помещают в ступку и растирают пестиком как можно тщательнее. Затем порошок переносят в фарфоровый тигель, добавляют требуемый реактив и смесь осторожно и очень тщательно растирают. Иногда массу нужно увлажнить дыханием. Для этого на тигелёк дышат и отводят его ото рта во время вдоха, чтобы порошкообразные реактивы не попали в дыхательные пути. Увлажнение полезно делать и добавлением в тигель капли дистиллированной воды. Если же реакция с измельчённым минералом не даёт положительного результата, измельчённый образец разлагают нагреванием с сульфатом аммония. Если разложение с первого раза не закончится, то добавляют новую порцию сульфата аммония и нагревание продолжают. Нагревание продолжать до прекращения выделения белого дыма- оксида серы (VI).
1.3.3. Результаты исследования минералов.
В ходе работы были исследованы физические свойства и химический состав 13 минералов. Все они встречаются на территории Архангельской области. Из них 7 минералов образуют месторождения, пригодные для разработки в промышленных масштабах, а 6 минералов образуют рудопроявления, не пригодные для промышленной разработки. Из физических свойств минералов исследованы: твёрдость, блеск, прозрачность, цвет минерала, цвет черты, излом, плотность, хрупкость. Химический состав исследован сухими и мокрыми методами. Из 13 минералов 1 подвергнут только сухому анализу; 8 минералов- только мокрому анализу; 4-и сухому, и мокрому. Методики проведения анализа помещены в приложении. Таблица.Качественный анализ минералов и горных пород Архангельской области.
| Минералы | анализ сухим методом | анализ мокрым методом |
||
| 1 | Ангидрит | |||
| 2 | Антимонит | |||
| 3 | Боксит | Al 2 O 3 H 2 O | ||
| 4 | Галенит | |||
| 5 | Гипс | CaSO 4 2H 2 O | ||
| 6 | Доломит |
Читайте также:
|
