Одним из наиболее ценных источников энергии для мировой промышленности в настоящее время являются твердые горючие полезные ископаемые. Человечество без них уже вряд ли сможет обойтись. Кроме прочего, еще гениальный Дмитрий Иванович Менделеев говорил: «Топить можно и ассигнациями». Ученый подразумевал, что эти ресурсы было бы полезнее использовать для синтеза требуемых человеку веществ.
Все эти виды топлива содержат огромное количество углерода. Образовались все они из растительных остатков, на которые в течение миллионов лет действовало повышенное давление и высокая температура. Возраст некоторых видов древнего растительного топлива значительно превышает отметку в 650 миллионов лет. Приблизительно 80% этих ископаемых образовалось в третичный период. Именно этим временам мы обязаны тем, что ресурсы полезных ископаемых до сих пор обеспечивают нас всем необходимым.
Основной особенностью их образования следует считать то обстоятельство, что в те времена на планете было еще мало кислорода, который в настоящее время очень быстро окисляет органику, зато много углерода и соединений на его основе. Осадочные породы быстро консервировали огромные массы веществ в толще земли.
Чтобы вы лучше ориентировались в этом вопросе, нами была подготовлена таблица. Полезные ископаемые далеко не бессистемно располагаются в недрах земли.
Расположение и виды ресурсов
Щиты времен археозоя, протерозоя
Много железных, марганцевых руд
Плиты древних платформ, формирование которых происходило во времена палеозоя
Нефть, газ, уголь и прочие ископаемые растительного происхождения
Молодые горы альпийского возраста
Много полиметаллических руд
Старые, разрушенные горы времен мезозоя
Содержат практически все виды ценных ископаемых, в том числе и полиметаллические руды
Впрочем, в среде некоторых ученых популярна теория абиогенного происхождения многих горючих ископаемых, которая объясняет их возникновение сочетанием разнообразных факторов, которые привели к появлению сложных углеродных соединений из простых неорганических веществ.
Как мы уже и говорили, многие из этих веществ – настоящий кладезь для современной химической промышленности. Тот же уголь содержит в себе множество соединений, которые в иных случаях можно получить только в результате сложного и дорогого синтеза. К примеру, гуминовые кислоты, которые в природе встречаются не так уж и часто и довольно сложны для искусственного синтеза, человек массово получает из дешевого и распространенного бурого угля.
В принципе, обо всем этом вам расскажет экономическая география. Полезные ископаемые играют важнейшую роль в формировании нормальной производственной экономики любой страны.
Следует помнить, что полноценное использование многих ресурсов растительного происхождения возможно только в том случае, если человек хорошо знает нюансы их образования. Сначала мы рассмотрим уже не раз упомянутые нами угли, так как процесс их образования весьма интересен. Угли, как и другие основные полезные ископаемые растительного происхождения, были образованы различными растениями в процессе их отмирания.
Очень давно, когда на Земле все еще бродили гигантские динозавры, на огромных пространствах произрастали красивые пышные леса. Для их роста и развития условия были идеальны: в почве много органики, а в атмосфере преобладает углекислый газ. Впрочем, эти же условия способствовали тому, что растения весьма бурно отмирали. Их части падали на землю, где быстро разлагались, так как ничем не были защищены от окислительного действия воздуха.
Описанным выше способом происходило образование сухого торфа, которого и в нынешнее время на поверхности нашей планеты достаточно. Как правило, никаких дальнейших метаморфоз с ним не происходило, так как чаще всего его покрывал слой песка и земли, надежно консервируя органику от воздействия кислорода и микроорганизмов. Такая масса была крайне пластичной, а потому какого-то расслоения или перемешивания в дальнейшем не происходило.
Так как неразложившейся органики в толще торфа было очень мало, дальнейших процессов гниения не было. Таким образом, температура в толще пластов всегда оставалась на одном уровне.
Впрочем, со временем слои постепенно уплотнялись по причине слеживания. Постепенно гуминовые кислоты превращались в гумиты, смолы подвергались процессу декарбоксилирования, и только лишь воски оставались неизменными на протяжении тысячелетий. Вот так происходило образование бурых гумусовых углей. Особенно их много в Красноярском крае. Это наиболее распространенные полезные ископаемые края (и важный источник доходов, конечно же).
Под воздействием целого спектра факторов внешней среды происходил постепенный их метаморфоз, в результате которого получались каменные гумусовые угли. Основная роль в этом процессе принадлежит высокому давлению и не менее высокой температуре. В этих условиях гуминовые кислоты начинали интенсивно разлагаться, смолы и воски подвергались естественной полимеризации.
Следует отметить, что в природе процесс образования чистых гумусовых соединений протекал чрезвычайно редко. Куда чаще происходил смешанный процесс. Ученые предполагают, что шел он сразу по нескольким направлениям. Как правило, происходило все это на дне древних водоемов, на месте которых сейчас располагаются месторождения полезных ископаемых.
Гумусовые вещества постепенно приносились туда с дождевыми водами и медленно, в течение столетий, оседали на дне. Планктон, который активно развивался при таком обилии органических веществ, постепенно перемешивался со всей этой массой. Но все могло быть совершенно иначе.
После того как на сушу обрушивались мощные ураганы и ливневые дожди, в водоемы попадало огромное количество гумусовых веществ и разнообразных минеральных соединений. Сначала на дне оседали именно тяжелые минералы, а уж гумусовые кислоты действовали на них как мощные окислители. Постепенно вся эта масса подвергалась полимеризации. Так как кислорода на дне водоемов было очень мало, вещества со временем оказались под воздействием процесса дегидратации. Вот так и образовывался уголь смешанного состава.
Данные полезные ископаемые России чрезвычайно распространены в Восточной части нашей страны.
Наиболее типичные вещества, которые входят в состав любого его сорта, называются углеобразователями. Вот их полный перечень:
Как ни странно, белки. При гидролизе угля ученые обратили внимание, что в получаемой смеси имеется некоторое количество аминокислот. Нахождение этих веществ в толще пластов ископаемого топлива объясняется довольно просто: это законсервированные в давние времена простейшие, а также останки более высокоразвитых организмов. Во всяком случае многие месторождения полезных ископаемых зачастую могут похвастаться коллекцией, достойной палеонтологического музея.
Конечно же, целлюлоза. Этот сложный углевод, являющийся основным строительным материалом любой растительной формы жизни, составляет немалую весовую часть как углей, так и горючих сланцев (о них мы поговорим ниже).
Воски, о которых мы неоднократно упоминали. Представляют собой сложные эфиры некоторых карбоновых кислот и алифатических спиртов.
Смолы. Это весьма сложная смесь из все тех же карбоновых кислот, а также омыляющихся и неомыляющихся веществ. В некоторых специфичных условиях легко поддаются декарбоксилированию и быстрой полимеризации. Являются своего рода «связующим звеном» для угля, так как скрепляют его компоненты на процессе первичного сжатия.
Именно практически идентичный состав всех ископаемых сортов топлива говорит об их растительном и частично животном происхождении. Поборникам абиотического появления той же нефти не удается найти достаточно убедительных доводов, при помощи которых можно было бы опровергнуть эти фактические данные. Во всяком случае любая карта полезных ископаемых (органических) покажет, что их залежи преимущественно находятся на местах древних морей, богатых органикой.
На территории нашей страны уровень самой глубокой шахты равен приблизительно 1200 метрам. Любая карта полезных ископаемых России покажет, что больше всего их в Сибири. Край этот заслуженно считается настоящей кладовой, житницей природы.
Необходимо отметить, что в пластах каменного угля нередко встречаются скопления веществ, обладающих громадной промышленной ценностью. К ним относятся некоторые ценные геологические породы (мрамор, к примеру), огромное количество метана, а также редкие, рассеянные химические элементы. К примеру, некоторые сорта бурого угля содержат много германия, без которого немыслима современная радиоэлектронная промышленность, так как именно на его основе создаются многие виды полупроводников.
Давно прошли те времена, когда этот вид полезных ископаемых использовался исключительно в качестве топлива. Как мы уже отмечали, из него добываются некоторые редкие химические элементы, уголь служит сырьем для производства многих типов пластмасс. Еще со времен Второй мировой войны известно, что из него можно делать искусственный бензин.
Именно эти полезные ископаемые России во многом обеспечили интенсивный рост промышленности после революции. Они же позволяют поддерживать экономику на стабильно высоком уровне.
Это твердое горючее ископаемое растительного происхождения из группы твёрдых каустобиолитов. Основной чертой сланцев, которая обеспечила им столь высокую популярность в последние годы, является смола, входящая в их состав. Ее получают при перегонке. Ценность ее в том, что по своим физико-химическим свойствам она очень близка к нефти, но при этом стоимость ее добычи куда ниже нефтяного промысла.
Главным отличием сланца от все того же угля является то, что в его составе содержится больше минеральных веществ. Органическая его часть — кероген. Только в сланцах наивысшего качества его доля доходит до 70%, тогда как во всех прочих случаях содержание органики не превышает 30%. Кероген представляет собой ископаемые остатки древнейших одноклеточных водорослей.
Вот какие полезные ископаемые образовались из древних растений. Надеемся, что из этой статьи вы получили все интересовавшие вас сведения.
источник
Бóльшая часть всех химических элементов, в том числе и очень ценных, рассеяна в горных породах. Лишь очень незначительная часть их сосредоточена в месторождениях полезных ископаемых. Но хотя содержание элементов в горных породах низкое, их общее количество в земных недрах грандиозно.
Все полезные ископаемые по условиям их образования разделяются на глубинные и поверхностные. Глубинные месторождения называются эндогенными (от греческих слов «edo» — внутри, «geos» — происхождение), а поверхностные — экзогенными (греч. «ехо»— снаружи).
Глубинные, или эндогенные, месторождения формируются в результате внедрения в земную кору раскаленных подземных расплавов, или магм, и их застывания. Магма по трещинам проникает в горные породы. При этом только незначительная часть магмы в вулканах достигает поверхности Земли, образуя потоки лавы и скопления вулканического пепла. Большее количество магмы не доходит до земной поверхности и застывает на глубине, образуя глубинные кристаллические магматические породы, такие как гранит. Застывшие на глубине и на поверхности Земли магматические породы широко используют в качестве природных каменных строительных материалов.
Благодаря различию физических и химических свойств элементов в процессе остывания магматических расплавов в недрах Земли происходит их разделение и образуются скопления части химических элементов.
При остывании так называемых основных магм, содержащих в своем составе не более 50% окиси кремния, процесс разделения веществ в них идет подобно выплавке чугуна в домнах. При этом в скоплениях магмы, застывающих на глубине, кверху всплывают легкие породы, а на дно магматического резервуара опускаются тяжелые минералы. Эти тяжелые минералы образуют рудные магматические месторождения. Наиболее значительные из них — месторождения железа и титана, хрома и платины, меди и никеля. Близки к ним по своему происхождению и месторождения алмазов в кимберлитовых трубках Сибири и Южной Африки, но для их образования, кроме высокой температуры, необходимо огромное давление.
Совершенно иначе обособляются ценные минералы при застывании так называемых кислых магм, содержащих более 50% окиси кремния. В этих магмах повышенное содержание различных газов, в том числе паров воды. Газы растворяют многие химические соединения, особенно металлические, и не дают им выпадать в осадок на ранних стадиях остывания магмы. Поэтому условия для их концентрации создаются в самых поздних, не успевших полностью отвердеть остатках магматических расплавов. Часть таких остаточных расплавов магмы, насыщенных горячими газами и растворенными в них ценными элементами, внедряется по трещинам в горные породы и, остывая, образует так называемыепегматитовые жилы. Они состоят из кварца и полевого шпата, а иногда содержат накопления слюды, драгоценных камней (топаз, аквамарин и др.), минералов бериллия и лития, олова, вольфрама, урана.
Магматические газы с растворенными в них ценными соединениями не только накапливаются в остаточных очагах магмы, но также могут просачиваться через уже отвердевшие стенки. Так они проникают в окружающий остывающий магматический очаг породы. При этом между фильтрующимися раскаленными газами и окружающей породой могут возникнуть химические реакции. Особенно бурно они протекают между горячими магматическими газами и известковыми породами. В ходе таких реакций по периферии массивов остывающих магматических пород, в зоне соприкосновения их с известняками, возникают так называемые скарны. Они состоят из минералов, в состав которых входит известь, кремний и алюминий. Кроме того, в скарнах часто накапливаются минералы железа, меди, свинца, цинка, вольфрама, бора.
Но не все магматические газы реагируют на глубине с горными породами. Большая их часть вследствие высокого давления устремляется по трещинам и порам горных пород вверх, к поверхности Земли. При этом минерализованные пары постепенно охлаждаются, сжижаются и превращаются в горячие минеральные воды — гидротермы. Они продолжают подниматься по пористым водопроницаемым горным породам. По мере дальнейшего охлаждения горячих минеральных вод растворенные в них соединения ценных и других элементов выпадают в осадок. Заполняя трещины горных пород, они образуют жилы полезных ископаемых. Часть элементов гидротерм вступает в реакцию с минералами горных пород и отлагается, формируя залежи полезных ископаемых, замещающие эти горные породы. Такие месторождения, образованные отложениями горячих минеральных вод в недрах Земли, называются гидротермальными. С этой очень важной группой эндогенных месторождений полезных ископаемых связаны большие количества руд меди, свинца, цинка, олова, вольфрама и других ценных элементов.
Экзогенные месторождения образуются под действием геологических процессов у поверхности Земли. Они формируются в ходе длительных изменений горных пород по мере их перемещения из недр к поверхности Земли. Такие медленные или внезапные катастрофические подъемы отдельных участков земной коры происходили во все геологические эпохи и продолжаются в наши дни. У поверхности Земли горные породы под действием колебаний температуры и водных потоков механически разрушаются на мелкие и мельчайшие обломки. Под влиянием воды, кислорода и углекислоты они химически разлагаются, меняя свой состав. Продукты такого разрушения уносятся водными потоками в реки и, оседая на их дне, образуют хорошо известные речные месторождения гравия, песков и глин. При этом некоторые химически стойкие, неокисляющиеся, твердые и тяжелые минералы накапливаются в нижней донной части речных отложений, образуя россыпи. В россыпях могут концентрироваться только тяжелые минералы с удельным весом более 3. Поэтому именно в виде россыпей известны месторождения золота, платины, оловянного камня, вольфрамита и т. д.
Значительная часть минеральной массы, находящейся в речной воде в виде ила или в растворенном состоянии, выносится в моря и океаны. Масштабы такого выноса огромны. Так, Волга за год выносит в Каспийское море 25,5 миллионов тонн взвешенного в воде материала, Амударья в Аральское море — 215 миллионов тонн, Амазонка в Атлантический океан — около 1000 миллионов тонн. В океанах и морях минеральные вещества осаждаются и накапливаются на дне. Эти минеральные вещества поступают с континентов, под влиянием силы тяжести, в результате химического воздействия соленой морской воды или в связи с жизнедеятельностью морских организмов. Так создаются толщи пород осадочного происхождения, среди которых находятся пласты осадочных полезных ископаемых. Кроме таких общеизвестных осадочных пород, как пески, глины, известняки, распространены месторождения руд железа, марганца, алюминия, фосфоритов, угля и нефти.
На поверхности Земли образуются месторождения полезных ископаемых также в результате растворения и выноса части вещества грунтовыми водами, причем в остатке накапливаются трудно растворимые ценные минеральные соединения. Например, в породе, состоящей из соединений кальция и алюминия, кальциевые минералы могут растворяться и удаляться с водой, а в остатке накопятся соединения алюминия — бокситы — ценная руда для производства этого металла. Такие месторождения называются остаточными. Среди них, помимо бокситов, известны залежижелезной руды, никелевой руды, фосфорных соединений.
Часть растворенного вещества может снова отложиться под землей из грунтовых вод, при их проникновении по проницаемым породам. Возникающие при этом месторождения так и называются инфильтрационными. Среди инфильтрационных известны месторождения никеля, меди, золота, урана.
Если горные породы и заключенные среди них месторождения полезных ископаемых погружаются в глубь Земли, на них действует давление залегающих на них толщ и внутренний жар Земли. Под их влиянием горные породы и полезные ископаемые изменяются, преобразуются в метаморфические, такие, как гнейс или кристаллический сланец. При этом могут возникнуть метаморфические месторождения полезных ископаемых («метаморфоза» — изменение). К ним относятся как ранее существовавшие, но подвергшиеся интенсивному изменению тела, так и возникшие вновь из-за метаморфизма. К таким принадлежат, например, месторождения мрамора, кровельных сланцев, слюды, графита, гранатов.
источник
Наружный, прерывистый пояс земной коры образует почвы, под которыми залегают осадочные, магматические и метаморфические породы. Иногда они непосредственно выходят на поверхность земли. На той или иной глубине мы всегда обнаруживаем граниты и гнейсы, а под ними залегает пояс тяжелых базальтовых пород.
А знали ли вы, что из гранита даже производят кухонные столешницы? Кухни на заказ по индивидуальным размерам вы найдете по ссылке в этом абзаце.
По своему происхождению гранит и базальт связаны с магмой, которая, как мы узнаем дальше, порождает все разнообразие камня.
Что же представляет в таком случае магма?
В состав магмы, как полагают ученые, входят все известные нам химические элементы в различных соединениях.
Этот сложный расплав содержит огромное количество разнообразных паров и газов, играющих большую роль при образовании минералов.
На магму с огромной силой давят пласты горных пород. Когда же в их толще происходят перемещения и сдвиги, вызывающие землетрясения на поверхности земли, давление уменьшается, и магма начинает выдавливаться наружу по трещинам в земной коре.
В зависимости от химического состава магмы из нее образуются те или иные горные породы. Хорошо всем известные граниты являются продуктомкислых магм, богатых кремнеземом и щелочами, а базальты — продуктом основных магм, богатых железом и магнием. Кислые магмы отличаются большей подвижностью и меньшим удельным весом по сравнению с более вязкими и тяжелыми основными магмами.
Интересно отметить, что с кислыми магмами связаны месторождения оловянного камня, из которого, как нетрудно догадаться по названию минерала, добывается металлическое олово.
Цветные металлы — медь, цинк и свинец — и такие ценные редкие металлы, как вольфрам и молибден, получающие широкое применение в изготовлении сверхтвердых и специальных сталей, тоже связаны с кислыми магмами.
С основными магмами, в свою очередь, связаны месторождения железа (магнитный и хромистый железняк), сернистых соединений меди, никеля и кобальта, а также драгоценной платины.
В зависимости от условий остывания магмы как в ней самой, так и в окружающих породах возникают те или иные сообщества минералов.
Получается, что одни минералы становятся словно «спутниками» других минералов. Для поисковика это очень важный признак: свинцовый блеск, например, обычно встречается вместе с цинковой обманкой; оловянный камень — с минералами, содержащими вольфрам; сурьмяный блеск (антимонит) — с киноварью и плавиковым шпатом (флюорйтом); серебряные руды — со свинцовыми; жильное золото — с кварцем.
Отсюда можно сделать такой вывод: если геолог обнаружил в минеральной жиле, например, свинцовый блеск, то дальше он может найти здесь и другую ценную руду — цинковую обманку. Часто оба минерала образуют единое рудное тело — свинцово-цинковую руду.
Другим спутником цинковой обманки является минерал, содержащий медь, медный колчедан, и тогда оба эти минерала образуют ценную медно-цинковую руду.
Черные зерна магнитного железняка, которые обнаруживает золотоискатель при промывке песка, говорят ему о том, что в новых пробах, может быть, посчастливится увидеть на дне железного ковша не только тонкие блестящие золотинки и крупинки, но даже самородки драгоценного металла.
источник
На Земле существуют залежи полезных ископаемых. Не ясно их происхождение.
По происхождению все полезные ископаемые делятся на магматические, осадочные и метаморфические. В их размещении по территории Земли прослеживаются определенные закономерности. В складчатых областях обычно залегают магматические полезные ископаемые. Это связано с тем, что руды образовались в основном из магмы и выделяющихся из нее горячих водных растворов. Магма поднимается из недр по разломам и застывает в толще горных пород на различной глубине. Магматические полезные ископаемые могут образовываться и из излившейся магмы — лавы, которая быстро остывает. Обычно внедрение магмы происходит в период активных тектонических движений, поэтому рудные полезные ископаемые связаны со складчатыми областями. На платформенных равнинах они приурочены к фундаменту — нижнему ярусу платформы. На платформах рудные месторождения могут быть приурочены к щитам (щит — выход фундамента платформы на поверхность) либо к тем частям платформы, где мощность осадочного чехла невелика и фундамент подходит близко к поверхности. Так расположены железные руды Курской магнитной аномалии (КМА) в России. На щитах добываются руды в Криворожском бассейне (Украина) и др.
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 газ, нефть, 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 растительности. В жарких засушливых условиях в мелководных морях и прибрежных лагунах происходило накопление солей, использующихся как сырье в химической промышленности.
В словосочетании «полезные ископаемые» пропущено важное слово — «вещества». Если Автор вопроса имел ввиду именно их, то ответ на Его вопрос довольно прост. Полезные (ДЛЯ НАС) ископаемые вещества появились на планете Земля в результате деятельности — геологической и биологической. И, также, в сочетании обоих этих видов деятельности планеты.
Наружный, прерывистый пояс земной коры образует почвы, под которыми залегают осадочные, магматические и метаморфические породы. Иногда они непосредственно выходят на поверхность земли. На той или иной глубине мы всегда обнаруживаем граниты и гнейсы, а под ними залегает пояс тяжелых базальтовых пород.
По своему происхождению гранит и базальт связаны с магмой, которая, как мы узнаем дальше, порождает все разнообразие камня. Что же представляет в таком случае магма?
В состав магмы, как полагают ученые, входят все известные нам химические элементы в различных соединениях.
Этот сложный расплав содержит огромное количество разнообразных паров и газов, играющих большую роль при образовании минералов.
На магму с огромной силой давят пласты горных пород. Когда же в их толще происходят перемещения и сдвиги, вызывающие землетрясения на поверхности земли, давление уменьшается, и магма начинает выдавливаться наружу по трещинам в земной коре.
В зависимости от химического состава магмы из нее образуются те или иные горные породы. Хорошо всем известные граниты являются продуктом кислых магм, богатых кремнеземом и щелочами, а базальты — продуктом основных магм, богатых железом и магнием. Кислые магмы отличаются большей подвижностью и меньшим удельным весом по сравнению с более вязкими и тяжелыми основными магмами.
Интересно отметить, что с кислыми магмами связаны месторождения оловянного камня, из которого, как нетрудно догадаться по названию минерала, добывается металлическое олово.
Цветные металлы — медь, цинк и свинец — и такие ценные редкие металлы, как вольфрам и молибден, получающие широкое применение в изготовлении сверхтвердых и специальных сталей, тоже связаны с кислыми магмами.
С основными магмами, в свою очередь, связаны месторождения железа (магнитный и хромистый железняк), сернистых соединений меди, никеля и кобальта, а также драгоценной платины.
В зависимости от условий остывания магмы как в ней самой, так и в окружающих породах возникают те или иные сообщества минералов.
Получается, что одни минералы становятся словно «спутниками» других минералов. Для поисковика это очень важный признак: свинцовый блеск, например, обычно встречается вместе с цинковой обманкой; оловянный камень — с минералами, содержащими вольфрам; сурьмяный блеск (антимонит) — с киноварью и плавиковым шпатом (флюорйтом); серебряные руды — со свинцовыми; жильное золото — с кварцем.
Отсюда можно сделать такой вывод: если геолог обнаружил в минеральной жиле, например, свинцовый блеск, то дальше он может найти здесь и другую ценную руду — цинковую обманку. Часто оба минерала образуют единое рудное тело — свинцово-цинковую руду.
Другим спутником цинковой обманки является минерал, содержащий медь, медный колчедан, и тогда оба эти минерала образуют ценную медно-цинковую руду.
Черные зерна магнитного железняка, которые обнаруживает золотоискатель при промывке песка, говорят ему о том, что в новых пробах, может быть, посчастливится увидеть на дне железного ковша не только тонкие блестящие золотинки и крупинки, но даже самородки драгоценного металла.
источник
Происхождение полезных ископаемых на Земле.
К существованию на Земле полезных ископаемых мы так привыкли, что и не помышляем задумываться: «Как они появились на Земле?». Считаем, что всё это естественно, как утро после ночи. Земля, конечно, создала полезные ископаемые для того, чтобы появившийся среди животного мира Земли «гомо сапиенс», смог ими воспользоваться для прогресса в своей жизни и деятельности, и создания для себя комфортных условий проживания, оправдывая высказывание, что человек – это венец творения Природы. Но давайте проследим путь – откуда и что появилось.
По современным научным знаниям Земля устроена следующим образом. В её центре находится ядро, состоящее в основном из железа, кремния и никеля. Его радиус около 3,5 тыс. км. Выше ядра расположена мантия толщиною примерно 2900 км., вещество которой состоит преимущественно из кислорода, магния, кремния и небольшого количества железа. В ней также присутствует и ряд других элементов, но все они вместе взятые составляют лишь 10% от первых четырёх. Всё это укрыто земной корой, средняя толщина которой примерно 35 км. . (Кора тоньше под океанами и толще под горами). На 99% земная кора состоит из восьми элементов, а именно: кислород — 62,5 %, кремний — 21 %, алюминий — 6,5 % и железо, магний, кальций, натрий и калий – количество каждого из них примерно от1,5% до 2%.
Как видно, всё имеет своё место, свой химический состав и приспособлено к своему местоположению. Температуры в глубинах Земли сейчас тоже не вызывают опасений. Они стабилизировались. Внутреннее вещество находится в состоянии остывания, которое продолжается примерно миллиард лет. Конечно, пока ещё существуют очаги активной вулканической деятельности, но они имеют локальный, а не глобальный характер. В мантии под корой температура уже ниже температуры расплава вещества. Под материками она 600-700 0 С, однако, с увеличением глубины температура повышается и в слое Гутенберга она уже 1500-1800 0 С, а в ядре – 4000-5000 0 С.
Так ли это было всегда? Давайте заглянем вглубь истории Земли, которая начинается с газопылевого облака, из которого и сформировалась Солнечная система. Это облако было обширно, то есть имело размеры примерно, такие же, как настоящая Солнечная система. Все чужеродные космические тела, попадая в пределы этого облака, переставали существовать самостоятельно, и становились частью этого облака.
Облако, вращаясь, превращалось в довольно плоский диск с шаром-Солнцем в центре. Частицы облака, притягиваясь друг к другу, создавали уже некие крупные образования, которые увеличиваясь и всё более интенсивно притягивая свободные частицы, со временем превращались в планеты. (Более подробную информацию можно получить в материалах сайта www .borgece.at.ua и блога borgece.livejournal.com )
Первоначально Солнечная система состояла из Солнца и десяти планет. Это были: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Церера, Фаэтон, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Не было Плутона, спутников планет, астероидов, метеоритов и комет.
Солнце в своём раннем возрасте было несколько больше, имело более высокую температуру поверхности и, следовательно, большую мощность излучения энергии. В нём, как и в других звёздах, стали протекать внутренние процессы, которые приводили к вспышкам, наподобие «новых звёзд». Происходили они примерно раз в 30 тыс. лет и сопровождались выбросом солнечного вещества, которое затем, давлением тепла и света Солнца, выталкивалось прочь, достигая самых удаленных планет. Это вещество состояло из элементов, преимущественно верхней части таблицы Менделеева. Вещество слой за слоем оседало на планеты, увеличивая их массу. Естественно, оно было однородным, хотя слои могли отличаться друг от друга в процентах какого-либо элемента. Да и вещество, из которого Земля состояла в стадии формирования, также было практически одинаковым в любом месте и на любой глубине, так как это было вещество газопылевого облака, которое тоже было ни чем иным, как произвольной смесью различных элементов и их соединений.
При увеличении массы Земли, а с нею и внутреннего давления, в её глубинах начали происходить процессы, видимо на атомном уровне (имеется в виду не химическое соединение элементов, а преобразование атома одного элемента в атом другого с выделением энергии), которые и привели к разогреву всей массы Земли. Температуры, особенно в глубинах, со временем стали столь велики, что расплавленное вещество уже имело возможность перемещаться, занимая место сообразно своему удельному весу – тяжёлое — ближе к центру, а лёгкое — к поверхности.
В науке существует уверенность, что разогрев Земли осуществили радиоактивные элементы, и в первую очередь – уран. Не отрицая полностью эту версию, хотелось бы высказать некоторые сомнения по этому поводу.
Урана, задействованного в разогреве Земли, конечно же, было бы недостаточно, чтобы, разогреть всю массу Земли, а затем поддерживать эту температуру в течение 4 млрд. лет, поэтому мы остаёмся при мнении, что здесь имеют место иные реакции, с перестройкой атомов одних элементов в атомы других. Эти реакции возможны при высоких давлениях и температурах. Высокая температура не только используется элементом для действия, но и даёт ему возможность самому произвести энергию. Предполагается, что в этой реакции произведённая энергия превышает потреблённую.
Разогрев, начавшийся в центральной части, постепенно стал вовлекать в этот процесс и вышележащие слои, что привело к разогреву всего тела планеты. Конечно, потери тепла внешнего слоя были более значительные, поэтому температура на поверхности была намного ниже, чем в глубинах, тем не менее, на верхнем слое этот процесс отразился более заметно. Нижележащие слои, нагреваясь расплавлялись и, расширяясь перемешивались. Верхний же слой-панцирь, нагреваясь и расширяясь во все стороны, коробился, разламываясь, образуя горы и трещины, в которые устремилось расплавленное вещество земных недр.
Теперь эти же процессы рассмотрим с некоторым применением хронологии.
3500 млн. лет назад Земля – это уже состоявшаяся планета, правда, ещё холодная, однако внутри неё уже начался процесс, который впоследствии приведёт её к разогреву. Этот период в геохронологии называется архей. В позднем архее наука уже фиксирует рудообразование, но мы сосредоточим своё внимание на следующим за археем периоде, который называется протерозой, что означает — более ранняя жизнь, и как увидим, в этот период никакой жизни просто не могло существовать.
Протерозой состоял из трёх периодов. Нижний — начался 2600 млн. лет назад, средний – 1900 млн. лет, и верхний — 1600 млн. лет назад. Верхний протерозой длился 1030 млн. лет. Общее время протерозоя, который продолжался примерно 2 млрд. лет, было временем ада на Земле. В многочисленных очагах рудообразования расплавленное вещество недр изливалось, покрывая обширные пространства в десятки и сотни километров. Это вещество текло подобно реке или образовывало озёра расплава, который благодаря высоким температурам поверхности Земли, остывал долговременно, успевая вступать в химические реакции с сероводородом атмосферы и с веществом окружающего его грунта. О температурах расплавленного вещества можно судить по тем металлам, которые находились в расплаве.
Если в рудах были хром или титан, то температура должна была быть не ниже 2000 0 С, а если вольфрам, то даже выше 3500 0 С.
Извержение расплавленного вещества из недр длилось какое-то время, после чего наступал период затишья. Видимо, в глубинах в результате реакций, продолжающихся постоянно, накапливалось производное вещество и при достижении какого-то критического объёма эти реакции переходили уже в иную фазу с большим выделением энергии, что и приводило к выплеску вещества глубин наружу.
В различных месторождениях руд, геология в настоящее время обычно обнаруживает несколько активных фаз рудообразования. Их подсчитывают. Оказывается, таких активных фаз рудообразования насчитывается до десяти и даже более.
Ещё в рудообразовании представляет интерес то, что фактически из одного и того же исходного материала получаются различные руды с многочисленными сопутствующими элементами, как металлами, так и неметаллами. Конечно, нельзя даже предполагать, чтобы какие-то элементы под воздействием неизвестных сил, стягивались бы к своему очагу рудообразования: кто к медному, кто к железному, а кто-то ещё к какому-то. Такого просто не могло быть. Однако иногда в очагах рудообразования присутствие металлов оценивается в десятки процентов. Не могли же они просто переместиться в это место.
Можно допустить, что на ассортимент рудного месторождения влияла температура и ещё какие-то сопутствующие условия, определявшие, какой элемент должен быть основным в каком-то конкретном случае, то есть что-то вроде специализации месторождения. Может быть, науке удастся это определить, а пока только констатация фактов.
Рудообразование состояло, по крайней мере, из двух стадий. На первой стадии «выпекался» тот или иной элемент в чистом виде и ряд сопутствующих элементов в меньшем количестве, а во второй стадии уже был возможен целый ряд превращений этого элемента от образования так называемых твёрдых растворов с другими элементами, до химических реакций, как в самом жерле, так и при выходе на поверхность. Раскалённая руда в большинстве случаев не окислялась, так как в атмосфере отсутствовал чистый кислород, зато обязательно вступала в соединения с сероводородом, в изобилии находящемся в атмосфере. Возможно, поэтому преобладающее большинство руд – это соединения с серой.
Я в своей книжке рассказов – «Солнце – это основа всего», многократно указываю на различные действия Природы, которые можно считать запланированными, то есть она как бы выполняет программу жизненного цикла (в данном случае на Земле). И образование руд – это очередное подтверждение этого. Науке известно, что в архее атмосфера Земли состояла на 60% из углекислого газа. Далее следовали сероводород и аммиак. Все остальные газы составляли не более 10%. Если гигантская растительность в каменноугольном периоде 350-285 млн. лет назад освободила воздух от углекислого газа, спрятав углерод, атмосферы в стволы деревьев, которые сейчас покоятся под солнечными выбросами, став углём, то освобождение атмосферы Земли от сероводорода произошло в протерозое, и это выполнили рудные месторождения.
Теперь надо сделать какие-то выводы и переходить к чему-то конкретному. Как и прежде, я буду обращаться к материалам своего сайта и блога. Начну с того, что бесспорно. Это — утверждение, что всё в Солнечной системе получено от Солнца.
Солнце взорвалось как сверхновая звезда, и, распылив всё своё вещество, образовало газопылевое облако, где среди прочих элементов присутствовал гелий и его изотоп – гелий-3. Естественно, образовавшаяся из этого вещества молодая Земля уже имела в своей массе какое-то количество изотопа гелия. Природой, видимо, это было запланировано на все времена, чтобы с чего-то начинать развитие планет. Зная это, уже можно более уверенно сказать, что разогрев тела Земли осуществлялся с использованием энергии гелия-3.
Что же такого особенного в этом изотопе гелия? Почему он, а не какой-нибудь другой элемент наделён такой энергией?
В действительности большими энергиями наделены все без исключения атомы, аккумулирующие эту энергию в атомном ядре, но дело в том, что обычно ядро атома очень прочно, и это является препятствием к доступности получения этой энергии. Однако есть несколько элементов, ядра которых не столь устойчивы. Это, во-первых – изотопы водорода – дейтерий и тритий, и изотоп гелия-4 – гелий-3. Почему они неустойчивы?
Тело находится в устойчивом состоянии, только тогда, когда оно имеет три точки опоры. (Смотри вышеуказанный сайт и блог). Это относится ко всему, что нас окружает, в том числе и к частицам ядра атома. Частицы дейтерия, трития и гелия-3 не имеют трёх точек опоры (соприкосновения) друг с другом, Следовательно, они находятся в неустойчивом состоянии. Это дало возможность, при использовании дейтерия и трития, создать водородную бомбу, а гелий-3 сулит решить для землян проблему больших энергий. Освоение гелия-3 – надежда человечества.
Но там, где большие энергии, присутствует и большой риск. А вдруг энергии будет слишком много и это обернётся повторением ада, наподобие того, что был в протерозое? Ведь диаметр Земли, благодаря солнечным выбросам, увеличился на километры. К нашей радости этого не будет. Ведь основное количество гелия-3 «выгорело» ещё в протерозое. Но наука обнаружила большие запасы гелия-3 на Луне. Оказалось — его там столько, что можно черпать прямо с поверхности бульдозерами и черпалками. Он находится в осевшем на Луну веществе солнечных выбросов, которое находится там в первозданном состоянии. На Земле же, гелия-3 чрезвычайно мало. А, казалось бы, должно было быть иначе. Ведь на Землю оседает то же самое вещество солнечных выбросов и в десятки раз больше, чем на Луну. В чём же причина? Есть разные варианты ответа на этот вопрос.
Первозданную сохранность вещества солнечных выбросов на Луне можно объяснить тем, что на Луне отсутствует атмосфера. В условиях Земли, при наличии атмосферы, гелий-3, возможно, просто был выдавлен более тяжёлыми газами воздуха, и теперь он находится в самых верхних слоях атмосферы. Другое. Возможно, подвергаясь воздействию атмосферы и живой природы Земли,он реагировал на эти воздействия, расходуя свою потенциальную энергию? Ещё. Возможно, он способствовал преобразованию грунта в почву? А может быть, этот перечень причин этим не ограничивается и этому могло способствовать ещё что-то, чего мы не знаем? Но мы теперь знаем, какое огромное значение для Земли имел изотоп гелий-3. Энергия гелия-3, поступившего из газопылевого облака при формировании Земли как планеты, разогрела тело Земли, создав ядро Земли, мантию и преобразовав поверхность Земли, то есть на Земле появились возвышенности, впадины и горы.
Сквозь разломы и трещины земной коры на поверхность изливались лавовые потоки, имеющие температуры расплавленного вещества в тысячи градусов, в которых происходили реакции разрушения атома и создания атомов практически всех элементов существующих ныне.
Огромное значение для появления жизни на Земле явилось то, что расплавленные руды, вступая в реакции с сероводородом атмосферы Земли, освободили атмосферу Земли от этого агрессивного соединения.
И, конечно же, все рудные месторождения Земли, появились только благодаря энергии гелия-3. Человек с благодарностью пользуется этими рудами и минералами.
Хочется порассуждать. А можно ли сейчас, создав условия протерозоя, то есть высокие температуры и давление, получать исскуственно созданные, нужные нам элементы? Ну, например, мечту алхимиков – золото?
Здесь, видимо, уместно ответить вопросом на вопрос: «А разве не получали древние потомки марсиан (смотри вышеуказанный сайт и блог ) исскуственным путём золото?» Если бы оно в Египте или в других местах колонизации Земли добывалось так же, как добывают его современные старатели, то разве было бы оно для них по цене, как для нас сейчас медь? Откуда там столько золота? Читаем: «У фараона – золота, как песка», «Конкистадоры потребовали в качестве откупа – засыпать золотом всё помещение до окон».
Можно ли при современных знаниях осуществить мечту алхимиков? Если покумекать, то может что-то и придумаем. Ведь Природа одарила разумного человека полуфабрикатами (алюминий, кремний, магний и др.) и даже показала, как из них можно изготовить множество металлов и минералов. А золото может и само подскажет, как его «выпекать» из кремния или магния.
Ну что ж! Есть направление. Осталось только найти верный путь.
PS Это обещанное сенсационное сообщение, которое, как и предыдущие, повидимому так же окажется недоступным для широких народных масс. Здесь в ЖЖ, оно находится надёжно спрятанным за семью печатями. BORGECE.
источник
Месторождением называют скоплением минеральных веществ, так называемых полезных ископаемых, находящихся либо на земной поверхности, либо в глубине земли. Особо полезные ресурсы, как правило, добывать сложнее, да и найти их ещё та проблема, но это не всегда так.
Месторождения могут быть разделены на 3 группы, согласно физическому состоянию полезных ископаемых:
— Жидкие. Представлены нефтью и подземными водами.
— Твёрдые. Самая большая группа, включающая в себя различные руды, минералы, кристаллы и другие ценные ресурсы.
— Газообразные. Добыча газа также является важным направлением в добыче полезных ископаемых. Так, важными считаются гелий, криптон, неон, аргон и другие.
Также месторождения классифицируют по способу применения добываемых ресурсов:
— Металлические (рудные). К этой группе относят различные металлы, в том числе и радиоактивные. Особенно ценными считаются всем известное золото (около 40 тысяч долларов за килограмм), родий (по ценности не уступает золоту) и платина (30 тысяч/кг). Ценят их не только за редкость, но и за их особые свойства. Так, родий обладает высокой температурой плавления, что позволяет использовать его в промышленности, а также имеет высокие отражательные свойства, благодаря чему применяется для создания зеркал. Вообще говоря, все металлы нужны и каждому можно найти применение.
— Горючие. Всё, что хорошо горит и может использоваться для отопления. В первую очередь, это нефть. Также важную роль играют горючие газы. Чуть менее ценны, но также очень важны твёрдые горючие материалы: торф, уголь, сланец и другие.
— Гидроминеральные. Вода — тоже полезное ископаемое, особенно если она обладает полезными свойствами. К этой группе, например, относят минеральные воды, подземные воды, а также поверхностные бытовые и технические воды.
— Неметаллические (нерудные). В эту группу можно отнести всё оставшееся. Это строительное и техническое сырьё, химические ресурсы, агрономические и другие.
Именно благодаря добыче полезных ископаемых люди совершили скачок в своём развитии. На сегодняшний день добываемые ресурсы используются практически во всех сферах деятельности. И это хорошо, наверное. В любом случае, мало кто из современных людей может долгое время обходиться без удобств. Транспорт, медицина, телевидение, интернет, холодильник и газовая плита, душ. Всё это было бы невозможно без добычи полезных ископаемых.
Но за всё нужно платить. За комфортную и хорошую жизнь человека расплачивается природа, пока что. Ведь отходы добычи и производства никому не нужны, а уничтожать их трудно. Поэтому создаются насыпи и захоронения ненужных материалов, а также отходы сливаются в моря и океаны.
Любые поступки влекут за собой некие последствия, но люди учатся лишь на своих ошибках, и не могут подумать заранее. Лишь после того, как образовались озоновые дыры, был введён запрет на применение некоторых химических веществ. Только после того, как вырубка лесов в некоторых регионах стала причиной образования большого количества песчаных бурь, деревья снова начали там высаживать, создавать такие защитные лесополосы. Когда с лица земли стали исчезать целые виды животных и растений, тогда задумались о том, как деятельность человека влияет на это и попытались сделать хоть что-то. Правда, не преуспели, каждый день исчезает около 40 видов живых организмов и растений.
В наше время, добыча полезных ископаемых необходима уже не столько для развития человечества, сколько для комфортного существования. И это настоящая проблема человечества. Люди не видят, или не желают видеть разницы между необходимым и избыточным.
Образование минералов Очень многие минералы образуются под воздействием высокой температуры и давления. Но процесс этот очень долгий и порой занимает не одно тысячелетие.
Недра планеты Недра Земли представляют собой отнюдь не твёрдый слой пород. Они имеют множество подземных ходов и трещин, а также обладают большими запасами воды.
источник
Так не похожие друг на друга железная руда и нефть, мрамор и природный газ на самом деле объединены общим названием «полезные ископаемые». Ископаемые — потому что извлекаются из недр Земли, а полезные — так как служат человеку, то есть по его воле превращаются в разнообразные необходимые предметы, которые создают уют, обеспечивают безопасность, обогревают, кормят. Все они необходимы для обеспечения комфортной жизни людей.
Недра нашей планеты таят огромные запасы полезных ископаемых. Часть из них залегает около поверхности Земли, другие же — на большой глубине, под толщей «пустой» породы.
По физическому состоянию полезные ископаемые делятся на:
твердые — различные руды, уголь, каменная соль и др.;
жидкие — нефть, минеральные воды;
газообразные — горючий газ.
По особенностям использования различают три группы:
металлические — руды черных, цветных, редких, благородных и радиоактивных металлов;
неметаллические полезные ископаемые — различные соли, известняк, глина, песок, камни и т. д.
Металлические полезные ископаемые служат для извлечения из них металлов. К неметаллическим полезным ископаемым относятся строительные материалы, рудоминеральное неметаллическое сырье — слюды, графит, алмазы и химическое минеральное сырье — калийные соли, фосфаты, сера.
Месторождение — это скопление полезных ископаемых. Группы близко расположенных месторождений одного и того же полезного ископаемого называют «бассейна».
Особую группу полезных ископаемых образуют различные виды топлива. Это торф, уголь, горючие сланцы, нефть и горючие газы. Они содержат углерод и, соединяясь с кислородом при горении, выделяют тепло.
Горючие ископаемые используются не только как топливо. Они служат незаменимым сырьем для производства различных изделий. Угли, горючие сланцы, нефть и газ используют при выпуске пластмасс, синтетических тканей, взрывчатых веществ, лекарств, красок, технических масел, мыла и другой продукции.
Нефть — горючая маслянистая жидкость темного цвета. Ее добывают в основном с помощью бурения скважин на суше, а также на дне морей и океанов. Нефть — это «сгусток энергии». Используя всего лишь 1 мл этого вещества, можно нагреть на 1 °С целое ведро воды.
Природный газ, так же как нефть и уголь, образовался в земных недрах из органических веществ растительного и животного происхождения под действием высоких давлений и температур.
Природный газ является отличным топливом и обладает многими положительными свойствами — высокой теплотворной способностью, хорошей транспортабельностью, большей по сравнению с нефтью и углем экологичностью. Природный газ — самое чистое органическое топливо. При сгорании он образует намного меньше вредных веществ, чем уголь и нефть, поэтому и используется очень широко. По газопроводам топливо перекачивают на многие тысячи километров. Более того, разведанные запасы газа больше, чем разведанные запасы нефти.
Уголь является одним из наиболее важных полезных ископаемых. Он используется в качестве твердого топлива, выделяя при горении много тепла. Кроме того, из него получают краски, пластмассы и другие ценные материалы.
Уголь образовался из погибших растений. Прожив свой век, деревья и другие растения отмирали, падали, заносились илом и песком, спрессовывались, а затем происходило их обугливание. Начинался этот процесс в присутствии кислорода, а продолжался в бескислородной среде. При этом остатки растений теряли кислород, водород, азот, а углерод сохранялся. Так образовались торф и уголь.
Уголь состоит из углерода, водорода, кислорода, азота и других второстепенных компонентов. По содержанию углеводорода угли подразделяются на бурые (65—70 % углерода), каменные (порядка 80 % углерода), антрациты (до 96 % углерода).
Каменный уголь залегает в земле пластами толщиной до 100 м. Его добычу ведут открытым или закрытым способами. Открытый способ добычи применяют на тех месторождениях угля, где он залегает близко к поверхности земли. Угольные пласты взрывают, а затем куски угля экскаваторами грузят в огромные грузовики или железнодорожные вагоны. При закрытом способе строят шахты, представляющие собой глубокие вертикальные колодцы с горизонтальными туннелями. В них трудятся шахтеры, которые с помощью мощных специальных комбайнов дробят большие пласты каменного угля и подают его наверх.
источник
Наружный, прерывистый пояс земной коры образует почвы, под которыми залегают осадочные, магматические и метаморфические породы. Иногда они непосредственно выходят на поверхность земли. На той или иной глубине мы всегда обнаруживаем граниты и гнейсы, а под ними залегает пояс тяжелых базальтовых пород.
А знали ли вы, что из гранита даже производят кухонные столешницы? Кухни на заказ по индивидуальным размерам вы найдете по ссылке в этом абзаце.
По своему происхождению гранит и базальт связаны с магмой, которая, как мы узнаем дальше, порождает все разнообразие камня.
Что же представляет в таком случае магма?
В состав магмы, как полагают ученые, входят все известные нам химические элементы в различных соединениях.
Этот сложный расплав содержит огромное количество разнообразных паров и газов, играющих большую роль при образовании минералов.
На магму с огромной силой давят пласты горных пород. Когда же в их толще происходят перемещения и сдвиги, вызывающие землетрясения на поверхности земли, давление уменьшается, и магма начинает выдавливаться наружу по трещинам в земной коре.
В зависимости от химического состава магмы из нее образуются те или иные горные породы. Хорошо всем известные граниты являются продуктомкислых магм, богатых кремнеземом и щелочами, а базальты — продуктом основных магм, богатых железом и магнием. Кислые магмы отличаются большей подвижностью и меньшим удельным весом по сравнению с более вязкими и тяжелыми основными магмами.
Интересно отметить, что с кислыми магмами связаны месторождения оловянного камня, из которого, как нетрудно догадаться по названию минерала, добывается металлическое олово.
Цветные металлы — медь, цинк и свинец — и такие ценные редкие металлы, как вольфрам и молибден, получающие широкое применение в изготовлении сверхтвердых и специальных сталей, тоже связаны с кислыми магмами.
С основными магмами, в свою очередь, связаны месторождения железа (магнитный и хромистый железняк), сернистых соединений меди, никеля и кобальта, а также драгоценной платины.
В зависимости от условий остывания магмы как в ней самой, так и в окружающих породах возникают те или иные сообщества минералов.
Получается, что одни минералы становятся словно «спутниками» других минералов. Для поисковика это очень важный признак: свинцовый блеск, например, обычно встречается вместе с цинковой обманкой; оловянный камень — с минералами, содержащими вольфрам; сурьмяный блеск (антимонит) — с киноварью и плавиковым шпатом (флюорйтом); серебряные руды — со свинцовыми; жильное золото — с кварцем.
Отсюда можно сделать такой вывод: если геолог обнаружил в минеральной жиле, например, свинцовый блеск, то дальше он может найти здесь и другую ценную руду — цинковую обманку. Часто оба минерала образуют единое рудное тело — свинцово-цинковую руду.
Другим спутником цинковой обманки является минерал, содержащий медь, медный колчедан, и тогда оба эти минерала образуют ценную медно-цинковую руду.
Черные зерна магнитного железняка, которые обнаруживает золотоискатель при промывке песка, говорят ему о том, что в новых пробах, может быть, посчастливится увидеть на дне железного ковша не только тонкие блестящие золотинки и крупинки, но даже самородки драгоценного металла.
источник
Как образуются месторождения полезных ископаемых?
Начнём с самого главного полезного ископаемого, на котором держится экономика многих стран (нашей в том числе), из-за которого затевают войны, уничтожая мирных жителей, об истощении запасов которого более всего тревожатся. Разумеется, речь о нефти. Процесс её образования начался примерно 600 миллионов лет назад, когда большая часть поверхности нашей планеты находилась под водой. В воде обитали мелкие живые организмы. Умирая, они опускались на дно, покрываясь илом, и так слой за слоем. Накладываясь друг на друга, слои уплотнялись, опускались, температура и давление в них становились всё выше. А тут ещё взялись за дело анаэробные бактерии и разложили органические вещества на углеводороды. Образовывался при этом и газ. Углеводороды в виде жидкости и пузырьки газа под высоким давлением постепенно просачивались в пустоты, но рано или поздно достигали слоя такой породы, просочиться через которую было невозможно, там нефть или газ скапливалась. Тем временем Земля менялась, там, где когда-то был океан, теперь суша – и многие скопления нефти и газа, возникшие таким образом, оказались на суше.
Органическое происхождение имеет и каменный уголь. Организмы, точнее, растения, давшие ему начало, обитали на Земле в определённый исторический период, который так и называют: каменноугольный период (или карбон). В то время вся поверхность Земли «собралась» в два материка – Лавразию и Гондвану. Прибрежные низменные равнины обоих материков то и дело заливало водой, образовывались болота, занимающие огромные территории. Климат на всей территории этих материков был тропическим, и в таком климате очень хорошо чувствовали себя растения и развивались они бурно, размножались быстро. Это было время гигантских древовидных папоротников, достигавших высоты 45 метров. Животные попросту не успевали съесть всё это «великолепие», пока оно росло, когда же растения погибали естественным путём, их тоже оказывалось так много, что их не успевали переработать гнилостные бактерии, и вся эта растительная масса скапливалась в болотах. Правда, бактерии в болотах всё-таки были, растительную массу они перерабатывали, но на определённой стадии этого процесса начинали выделяться кислоты, и деятельность бактерий становилась невозможной. Так образовался торф. Он оказывался погребённым под новыми слоями, давление буквально «выжимало» из него газы и воду, и он постепенно превращался в каменный уголь. Некоторые залежи каменного угля оказались разрушены движениями земной коры, но там, где она постепенно опускалась, погребаемая под новыми наносами, мы и имеем месторождения угля.
Что касается месторождений металлов, к их происхождению причастна магма, внедряющаяся из мантии Земли в земную кору. Лишь малая её часть изливается на земную поверхность в виде вулканических извержений. В основном она застывает в виде огромных резервуаров. Когда такой резервуар остывает, лёгкие элементы всплывают, а тяжёлые опускаются на дно, так возникают месторождения железа, никеля, меди, платины, вольфрама.
Но так происходит только с т.н. основной магмой, которая содержит окись кремния в количестве не меньше 50% окиси кремния. Если же речь идёт о кислой магме (больше 50% окиси кремния), то процесс выглядит иначе. В такой магме много газов, которые разрушают соединения металлов, и выпасть в осадок сразу они не могут и концентрируются в остатках, которые остыть не успели. Эти остатки, насыщенные газами и растворёнными в них элементами, проникают сквозь трещины в земной коре, остывают, при этом образуются жилы, состоящие из полевого шпата и кварца, включающие в себя драгоценные камни, олово, уран, слюду.
Полезные ископаемые возникают и под воздействием процессов у поверхности Земли. Вода и воздух разрушают горные породы, их частицы вступают в химические реакции с кислородом, водой, углекислым газом, продукты этих реакций уносит вода, и они оседают на дне. Так образуются месторождения глины, гравия. Те металлы, которые не вступают в химические реакции (например, золото) остаются на речном дне в виде россыпей.
Словом, механизмы образования полезных ископаемых различны. Некоторые из них остановлены, например, с тех пор, как появились грибы, образование каменного угля стало невозможным: они в процессе своей жизнедеятельности разрушают лингин – вещество, содержащееся в древесине, без которого каменный уголь образоваться не может. Другие процессы идут и сейчас. Но даже эти процессы занимают миллионы лет! Так что человечеству действительно не лишне задуматься о том, что природные богатства могут закончиться!
источник
Полезные ископаемые — горные породы и минералы, которые используются или могут быть применены в народном хозяйстве. Подразделяются они по-разному. В одном случае подчеркивается их физическое состояние, и выделяются следующие типы:
рудные (руды горных пород, включающие металлические полезные компоненты и неметаллические (графит, асбест);
нерудные (неметаллические и негорючие полезные ископаемые: песок, гравий, глина, мел, известняк, различные соли. Отдельной группой стоят драгоценные и поделочные камни).
По происхождению все полезные ископаемые делятся на магматические, осадочные и метаморфические. В их размещении по территории Земли прослеживаются определенные закономерности. В складчатых областях обычно залегают магматические полезные ископаемые. Это связано с тем, что руды образовались в основном из магмы и выделяющихся из нее горячих водных растворов. Магма поднимается из недр по разломам и застывает в толще горных пород на различной глубине. Магматические полезные ископаемые могут образовываться и из излившейся магмы — лавы, которая быстро остывает. Обычно внедрение магмы происходит в период активных тектонических движений, поэтому рудные полезные ископаемые связаны со складчатыми областями. На платформенных равнинах они приурочены к фундаменту — нижнему ярусу платформы. На платформах рудные месторождения могут быть приурочены к щитам (щит — выход фундамента платформы на поверхность) либо к тем частям платформы, где мощность осадочного чехла невелика и фундамент подходит близко к поверхности. Так расположены железные руды Курской магнитной аномалии (КМА) в России. На щитах добываются руды в Криворожском бассейне (Украина) и др.
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 газ, нефть, 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 растительности. В жарких засушливых условиях в мелководных морях и прибрежных лагунах происходило накопление солей, использующихся как сырье в химической промышленности.
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 оврагов. Шахтный способ добычи угля требует больших затрат, поэтому является более дорогостоящим. Наиболее дешевый способ добычи нефти — фонтанный, когда нефть поднимается по скважине под давлением 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 минерального сырья, 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 геологического строения и условий образования полезных ископаемых.
Алмаз — самый твердый из всех минералов. По составу он — чистый углерод. Встречается в россыпях и в виде вкраплений в изверженных 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 Африке: 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.
Золото — 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 выветривания и размыва месторождения, когда крупинки золота освобождаются и уносятся в реки, образуя россыпи. Золото испрльзуют при производстве точных приборов и различных украшений. В России золото залегает на Урале и в Восточной Сибири. За рубежом — в Канаде, Южной Африке, Австралии. 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.
В России драгоценные камни добываются в основном на Урале, а за рубежом — в Бразилии, Индии, на острове Мадагаскар.
Каменный уголь — это горючая осадочная горная порода растительного происхождения с содержанием углерода до 97%. Залегает пластами, мощность которых достигает иногда нескольких десятков метров. Уголь — один из важнейших видов ископаемого топлива. Он используется в металлургии для производства чугуна, в качестве сырья для химической промышленности, как топливо. Разновидностью каменного угля являются коксующиеся угли, которые легко спекаются и используются в черной металлургии. Каменный уголь с высокой теплотворной способностью (8000 ккал/кг) называется антрацитом. По цвету он черный, имеет металлический блеск. Залегает между слоями осадочных пород. Антрацит используется как высококачественное топливо. Основные месторождения каменного угля в России: Кузбасс, Печорское, Тунгусское, Иркутское, Ленское, Южно-Якутское, Зырянское. За рубежом: Аппалачское (США), Верхнесилезское (Польша), Рурское (Германия). Ведущее место по добыче угля в мире занимает Китай. Добыча каменного угля ведется в Великобритании, во Франции и в других странах.
Нефть — горючая маслянистая жидкость, обычно темного цвета, залегает среди пористых осадочных пород, пропитывая пески и известняки. Она состоит из разнообразных углеводородов. Большинство ученых предполагают, что нефть — продукт изменения органических остатков. Нефть широко используется как высококачественное топливо (теплотворная способность ее 11000 ккал/кг), сырье для получения бензина, керосина, парафина, смазочных масел, также она является сырьем для химической промышленности. В России нефть добывается в Западно-Сибирском бассейне (почти 2/3 всей добычи России), на Северном Кавказе, в Поволжье, на севере острова Сахалин. За рубежом: в странах Персидского залива, Алжире, Ливии, Индонезии, Венесуэле, США, Мексике и других странах.
Природный газ — газы, способные гореть; встречаются в пустотах горных пород, образуя иногда большие газовые скопления. Большинство промышленных газовых месторождений связано с нефтяными, однако встречаются и самостоятельные месторождения. Запасы природных газов достигают иногда сотен миллиардов кубометров. Наиболее богаты залежами природных газов Россия, Украина, Саудовская Аравия. Природный газ — самое дешевое и удобное топливо.
Бурый уголь — ископаемый уголь, содержащий до 78% углерода. Залегает пластами среди осадочных пород, образуется из растительных остатков. В буром угле обычно встречается в виде примеси глинистое вещество, отчего повышается его зольность. Он может самовозгораться. Теплотворная способность его ниже, чем у каменного угля (6000 ккал/кг), но тем не менее его используют как топливо или как сырье для получения горючего топлива и других химических продуктов. Разновидность бурого угля с ясно видимым строением остатков древесины называется лигнитом. Он чаще всего встречается в отложениях молодых геологических систем. Практически весь лигнит поступает на тепловые электростанции. В России бурый уголь добывается в следующих бассейнах: Подмосковном, Челябинском, Канско-Ачинском, Ленском. За рубежом добыча ведется в Германии, Чехии (Остравско-Карвинский бассейн).
Торф — темно-бурая масса, состоящая из полуразложившихся растительных остатков. Образуется в болотах и зарастающих водоемах. Содержание углерода в нем до 60%. Торф применяется как дешевое топливо; из него вырабатывают термоизоляционные плиты, уксусную кислоту. Он также широко используется для удобрения полей. В России торфяники занимают большие пространства, особенно в лесной зоне.
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 вулканический пепел. 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 Карелии. Промышленные разработки месторождений слюд ведутся на Украине, в США, Бразилии.
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 Италии.
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 в земной коре, 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 Саянах, за рубежом — в Китае 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 Венесуэле, во Франции, Иордании, Израиле.
Калийные соли — осадочные горные породы, состоящие из минералов, содержащих калий, — сильвина, каинита и другие. Самые распространенные калийные соли — карналитовая, каинитовая. Наиболее крупное месторождение в России — Соликамское (Урал). Калийные соли используются для производства калийных удобрений. Добыча этих солей ведется на западе Украины, в Казахстане, Беларуси, Германии, Польше, Франции, США, Канаде и во многих других странах мира.
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 Хибинах, на Кольском полуострове. За рубежом их добывают в Швеции, Испании, 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 Северной Африке.
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 Австралии залегает 1/3 их мировых запасов, и по их добыче страна входит в число ведущих государств. В России бокситы добываются в Уральских горах. 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 Азербайджане 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 Кольском полуострове и в Восточной Сибири. Алюминий, получаемый из этих руд, — мягкий металл, дает прочные сплавы, широко применяется в машиностроении, 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 железными рудами 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 (Керченское), Франции (Лотарингское), на Кубе.
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.
Медные руды — минеральные скопления, содержащие медь в количестве, пригодном для промышленного использования. Обычно перерабатываются руды, содержащие медь от 1% и выше. Большинство медных руд требуют обогащения — отделения пустой породы от ценного компонента. Около 90% мировых запасов меди сосредоточено в месторождениях, руды которых кроме меди включают в себя еще какой-либо металл. Чаще всего это бывает никель. Медь широко применяется в промышленности, особенно в электропромышленности и в машиностроении. Медь идет на производство сплавов, имеющих широкое применение как в быту, так и в промышленности: сплава меди с оловом (бронза), сплава меди с никелем (мельхиор), сплава меди с цинком (латунь), сплава меди с алюминием (дюралюминий). В России медные руды залегают на Урале, в Восточной Сибири, на Кольском полуострове. Богатые месторождения руд имеются в Казахстане, Узбекистане, Армении. Среди зарубежных стран добычу медной руды ведут Чили, Перу, Заир, Замбия, Конго, Канада, США, Польша.
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 Дальнем Востоке, а за рубежом их добывают в Индонезии, на полуострове Малакка.
Вольфрамовые руды — минералы, содержащие вольфрам. В природе они встречаются в соединении с железом, марганцем и калием. Вольфрам — очень важный в промышленном отношении металл. 90% его используют при производстве высококачественной стали, так как добавка вольфрама резко повышает ее твердость, увеличивает ее прочность и упругость. Вольфрам используется также в производстве нитей для электроламп, для изготовления высококачественных красок. Вольфрамовые руды в России добываются в Восточной Сибири и на Северном Кавказе. За рубежом — в Китае, США, Боливии, Португалии, Мьянме.
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 Кубе, 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. Урановые 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, ЮАР и в других странах мира.
