Полезные ископаемые которые использует человек в строительстве

Органические и минеральные образования земной коры – это полезные ископаемые. В большинстве случаев химический состав, а также физические свойства позволяют задействовать их в производстве. Стоит заметить, что скопление полезных ископаемых может иметь различный вид: жила, сток, пласт и т.п.

Значительная концентрация материалов в одном месте называется месторождением (бассейном). Давайте подробно разберемся, что же такое строительные полезные ископаемые, как их добывают и где, собственно, используют.

Строительные полезные ископаемые (или нерудные, неметаллические) применяются в промышленности. Интересно то, что они могут быть использованы как в естественном своем виде, так и в качестве сырья. Это минералы и горные породы, о чем мы поговорим немного позже.

Из списка нерудных ископаемых стоит исключить подземные воды, нефть, газ, уголь и другие горючие материалы. В это же время песок, щебень, гравий и т.п. можно относить к нерудным. Статистика показывает, что за последние 7-10 лет ископаемые, используемые в строительстве, обогнали по объемам добычи рудные материалы.

Неметаллическая группа отличается от металлической тем, что состав изделия может сильно изменяться в зависимости от месторождения и других параметров. Поэтому перед добычей всегда требуется оценка возможностей применения того или иного материала в конкретной сфере.

Вещество данного происхождения может находиться в твердом, мягком или рыхлом состоянии в зависимости от материала. По сути, горные породы – это рыхлые или плотные материалы, из которых сформирована земная кора. Они могут состоять из однородных или нескольких видов минералов, обломков других пород и т.п. Состав ископаемого зависит от процессов, протекающих в земной коре. Если приводить самые яркие примеры горных пород, используемых в строительстве, то это песок, глина, гранит, базальт, соль, каменный уголь и другое. Сложно говорить о том, какая из трех групп горных пород используется чаще всего в промышленности. Если рассматривать осадочные породы, то это песок и известняк. Метаморфические породы богаты сланцем и глиной.

Минерал представляет собой однородное тело, как правило, твердое. По сути, этот компонент можно считать основной составляющей горных пород. Конечно, стоит понимать, что минералов на сегодняшний день огромное количество. Например, кварцевая группа состоит из множества элементов: аметист, хрусталь, цитрин и т.п. Примечательно то, что вода не относится к минералам. Обусловлено это тем, что ее классифицируют как жидкое состояние минерала под названием лед.

Все мы знаем о том, что строительные полезные ископаемые должны соответствовать ряду требований, основные из них следующие: твердость, ковкость, хрупкость и т.п. В большинстве случаев они обладают оптическими свойствами. Такими, например, как блеск и цвет, пренебрегают, но только если они не оказывают существенного воздействия на кристаллическую структуру ископаемого. А сейчас рассмотрим, где чаще всего используются горные породы.

Неметаллические ископаемые могут применяться где угодно. Если говорить о хозяйстве, то они чаще всего играют роль строительных материалов. Для этого лучше всего подходит гранит, мрамор, известняк. В качестве сырья используют различные минеральные удобрения типа фосфорита, апатита и калийных солей.

Для химического производства нерудные полезные ископаемые тоже имеют большое значение, так как там используется сера, апатит и т.п. Широко применяются горные породы и в металлургии. В качестве флюсов привлекают известняки и кварциты, а для создания огнеупорных конструкций может быть использован доломит, магнезит, а также огнеупорная глина. Примечательно то, что разнообразие свойств позволяет использовать один и тот же компонент в различных сферах промышленности. К примеру, графит нашел свое применение в металлургии, электротехнике, ядерной энергетике и химической промышленности.

Человечество на протяжении многих сотен лет придумывало все новые и новые методы добычи ископаемых. За это время сформировалось несколько способов:

Но так можно добывать только твердые полезные ископаемые. По статистике, примерно 90% бурых углей и 70% руд получают открытым способом. В это же время жидкие и газообразные полезные ископаемые добывают совершенно другим методом. Для этого бурят скважины, через которые откачивают газ, нефть и др. в специальные хранилища.

Способы добычи полезных ископаемых, используемых в строительстве, ограничиваются карьерами. По сути, это полностью механизированный труд, который подразумевает использование бульдозеров и другой тяжелой техники. В любом случае перед добычей сначала определяют глубину залегания, а также условия и только потом определяются со способом. К примеру, начинать добычу в некоторых карьерах нецелесообразно только потому, что слишком велики затраты на транспортировку.

Разнородность неметаллических природных ископаемых приводит к тому, что их крайне сложно классифицировать. Как было отмечено выше, один компонент может использоваться где угодно. Тем не менее вышеуказанные ископаемые разделяют на две основные группы:

• по области использования: горное, химическое сырье и горно-металлургическое сырье, строительные материалы, а также кристаллы (технические);
• по геологическому происхождению: горные породы (относятся к самому распространенному виду неметаллических полезных ископаемых, имеют относительно простую структуру).

Кроме того, существуют минералы – более редкие ископаемые с небольшими месторождениями. Они имеют высокую стоимость.

Мы рассмотрели все существующие на сегодняшний день классы полезных ископаемых. Как видите, это весьма обширная группа. Стоит обратить внимание на то, что практически на всем земном шаре есть полезные ископаемые. Отличия могут заключаться лишь в их составе, глубине залегания, а также в химических свойствах. В мире постоянно ведется разработка полезных ископаемых, открываются новые карьеры, строятся скважины и шахты.

Мы ознакомились с тем, что такое строительные полезные ископаемые. Конечно, вряд ли их можно назвать именно так, ведь они находят свое применение и в других сферах промышленности. Тем не менее вряд ли можно представить современное строительство без мировой добычи неметаллических ископаемых. Взять хотя бы такой вяжущий элемент, как песок. Ни один дом нельзя построить без него. Но стоит понимать, что полезные ископаемые земли формируются довольно долго под низкими и высокими температурами, большим и малым давлением. По этой простой причине имеет смысл использовать природные ресурсы более рационально.

Теперь вы знаете основные названия полезных ископаемых и их классификацию.

источник

дать понятие о полезных ископаемых применяемых в строительстве; учить различать

6 кл био Дата________Тема: Полезные ископаемые используемые в строительстве.

Цели урока: организация деятельности учащихся по восприятию, осмыслению и запоминанию знаний о видах полезных ископаемых и их роли в жизни человека. Усвоение учащимися знаний о терминологии, характеризующей полезные ископаемые, о возможностях применения полезных ископаемых.Содействовать развитию познавательной активности учащихся и связной речи; умения работать с вопросами, различными источниками информации и с поисковыми системами Интернета; умения структурировать информацию; умения делать сравнение, обобщение, выводы, устанавливать причинно-следственные связи и делать умозаключения; умения работать и взаимодействовать в группе одноклассников.

оборудование: физическая карта России, условные знаки ПИ, образцы ПИ, презентация; компьютер, мультимедийный проектор, экран.

Чтоб природе другом стать,

Будем вместе развивать у себя внимательность,

А поможет всё узнать наша любознательность.

На доске мы видим карту России. Посмотрите, какая она большая.

-А кто знает, чем богата Россия? (лесами, полями, народом и т.д.).

Сегодня мы поговорим о подземных богатствах России, их свойствах, применении и охране.

-Давайте сначала разберемся, а что же такое богатство? Если не знаем значения слова, то мы обращаемся к толковому словарю. Давайте посмотрим, как определяется это слово в толковом словаре русского языка Сергея Ивановича Ожегова. (Богатство – это то, что содержит в себе много ценного.)

— Как можно по-другому назвать подземные богатства? (полезные ископаемые) Подземные богатства – это синоним полезных ископаемых. На доске таблички.

-Как вы думаете, почему их назвали ископаемыми? (добываются из-под земли).

-Почему полезные?(служат людям).

Природные богатства, которые люди добывают из глубины земли или с её поверхности и используют в хозяйстве – это полезные ископаемые. Но для добычи определённого вида полезного ископаемого важно, что бы этого ресурса было сконцентрированно как можно больше на ограниченном пространстве. Такое скопление полезных ископаемых на ограниченно территории называется месторождением. ( вывесить слово)

Полезных ископаемых много. Сегодня мы познакомимся с некоторыми из них.

3. Постановка учебной задачи.

— Как вы думаете, на какие вопросы мы с вами должны будем ответить в ходе изучения этой темы?

(В ходе обсуждения составляется план.)

Все полезные ископаемые можно разделить на несколько больших групп.

Группа строительных ископаемых. Это ресурсы, которые человек использует для строительства зданий, сооружений и возведения различных конструкций

Топливная группа. Это ресурсы используемые для обогрева жилья и получения энергии разного вида.

Группа металлов. Это ископаемые, из которых получают различные металлы, которые человек широко использует в своей жизни. Человек научился получать и использовать металлы не только в чистом виде(медь, железо, серебро, алюминий) но и, смешивая различные металлы, получать сплавы.

ВЫСТУПЛЕНИЕ ПЕРВОЙ ГРУППЫ,

Мы взяли в руки кусочек гранита. Обратили внимание, что в нём видны разные по форме и цвету частицы. Попытались разъединить их. Это нам не удалось. Частицы – полевой шпат, кварц, слюда – прочно скреплены между собой, поэтому гранит очень прочный камень. Он бывает серого или темно-красного цвета. В переводе с итальянского гранит значит «зернистый»

Из-за большой прочности гранит используется там, где нужен особо прочный материал,- для опор мостов, фундаментов зданий, постаменты памятников.

Но как ни крепок гранит, со временем и он разрушается. Днем солнце нагревает камень и от этого он расширяется, а ночью холод охлаждает его, и он сжимается. Так повторяется много-много раз, и за сотни и тысячи лет в граните образуются трещины, от него откалываются куски и дробятся еще больше. Проходит время, и гранит разрушается, причем из кварца образуется песок, а из шпата и слюды – глина.

Песок и глина. Мы никогда не задумывались о происхождении песка, а ведь это остатки могучих гранитных гор, при разрушении которых из кварца образуются песчинки, а из слюды и полевого шпата – глина.

Свойства. По цвету песок и глина отличаются друг от друга. Песок бывает желтый, иногда серый, а глина коричневая, иногда белая. Песок состоит из отдельных крупинок разной величины: одни крупнее, другие помельче. Крупинки между собой не скреплены, поэтому песок можно пересыпать. Песок – сыпучее вещество. Глину пересыпать нельзя. Сырая глина не пропускает воду. Она обладает связывающим свойством.

Песок и глину человек издавна использует в строительстве. Глина – основной материал для изготовления кирпичей. Кирпич издавна применяют в строительстве. Фарфоровые чашки, тарелки, которыми ты пользуешься каждый день, тоже из глины. Немало красивых, изящных фарфоровых изделий – сервизы, вазы, статуэтки – стали музейными экспонатами. Издавна на Руси мастера лепят из глины игрушки, свистульки, а потом расписывают яркими красками.

Из песка делают оконное стекло, стеклянную посуду; из цемента и песка делают строительный раствор, песок применяется при изготовлении бетона и железобетона.

Известняк. Давным-давно, в древнем море встречались не только рыбы, но и животные. Эти животные жили в раковинах. Они умирали и падали на дно моря. Их было много, они покрывали дно сплошным слоем. Слой за слоем накапливались раковинки. Их засыпало песком, заносило глиной, слои раковин слёживались. Это продолжалось миллионы лет, пока море не отступило. На месте моря постепенно выросли леса, потекли реки, построили города. А белые пласты ракушек, спрессованные временем, все лежат на глубине. О каком полезном ископаемом я рассказала? Правильно, это известняк.

Торф образуется на болотах из отмерших растений. В нем легко можно увидеть части стеблей, корешков, кусочки древесины. Торф темно-коричневого цвета, он легкий, легче воды. Сухой торф хорошо впитывает влагу, так как пористый. Он хорошо горит.

Торф при сгорании выделяет тепло, поэтому его используют для отапливания жилых помещений. Высушенный торф – это прекрасная теплая подстилка для домашних животных. Торф хорошо впитывает влагу и, смешиваясь с навозом, становится прекрасным удобрением для огородов и полей – это гарантия хорошего урожая.

Наша страна богата торфом. Прежде чем в местах залежей добыть торф, эти места осушают. Специальные машины прорывают глубокие канавы, куда с осушаемого участка стекает вода. Затем машинами убирают растения. На подготовленном участке снимают слоями торф, измельчают его, дают подсохнуть.

Учитель: То, что тысячи лет назад было могучей растительностью, превратилось в торф. Сдавленный пластами земли торф постепенно твердел, превращался в бурый уголь. Бурый уголь сдавливается под землёй очень долго и превращается в чёрный каменный уголь.

Каменный уголь имеет обычно чёрный цвет, блестит на солнце, тонет в воде, он твердый, но хрупкий, его можно разбить на мелкие кусочки. Каменный уголь образовался миллионы лет назад из остатков отмерших растений. Главное свойство угля – он хорошо горит, выделяя много тепла. Это свойство и использует человек. Каменный уголь идёт на отопление жилых помещений, используется как топливо на фабриках, заводах, применяется при выплавке стали и чугуна.

Учитель : по запасам каменного углы наша страна первая в мире. Посмотрим на карту нашей страны – вы видите чёрные квадраты; это обозначены месторождения каменного угля. Их можно найти в разных местах нашей родины.

Знаменитые месторождения каменного угля: Карагандинское угольное месторождение, Печорское месторождение

Нефть – маслянистая непрозрачная жидкость, цвет от светло-коричневого до чёрного, запах специфический, резкий, Легче воды. Главное свойство нефти – горючесть. Это свойство в основном и использует человек. При сгорании нефть даёт больше тепла, чем каменный уголь.

В настоящее время нефть широко используется в хозяйстве. Главным образом она применяется в изготовлении топлива для всех видов машин. Из неё производят:

— керосины для самолётов, вертолётов

— солярку для тракторов, комбайнов;

— мазут для моторных морских кораблей;

Учитель: Ещё в давние времена люди находили в некоторых местах на воде маслянистые пятна. В пониженных местах эти пятна сливались и образовывали пленку тёмного цвета – жирную, резко пахнущую. Жидкость была похожа на дёготь, который делали из берёзовой коры. На Руси эту жидкость, похожую на дёготь, стали называть «земляным дёгтем». Использовали «земляной дёготь», как обыкновенные дёготь, для смазки телег, кожаной обуви и даже как лекарство. Его для этого смешивали с молоком и пили.

При штурме укреплённых крепостей войскам штурмующих не всегда удавалось проломить стену или взломать ворота. И тогда вперёд выходили лучники с привязанными к стрелам пучками пакли, пропитанной этой тёмной жидкостью. Пакля поджигалась, и ливень горящих стрел обрушивался на крыши и стены домов за крепостной стеной – в крепости начинались сотни пожаров, которые невозможно было потушить. Горело все, что могло гореть, а враг тем временем врывался в горящую крепость. Кроме горючих стрел, в войне применялись специальные глиняные сосуды, в которые была налита эта тёмная жидкость. Её поджигали, и с помощью специальных камнемётных машин сосуды забрасывались в крепость. Глиняные сосуды разбивались, а горящая жидкость сжигала всё.

Природный газ. Вместе с нефтью глубоко в земле имеется природный газ. Многие из вас видели, как голубым пламенем горит на кухне газ. Но не все знают, откуда он берётся и какие у него свойства.

Природный газ – ценное топливо. Из газа получают многие вещества, такие, как пластмассы, искусственное волокно, искусственный каучук, из которого изготавливают резину и многие другие ценные вещества.

Природный газ бесцветный, с еле ощутимым запахом, легче воздуха, быстро воспламеняется. При горении выделяет много тепла.

Учитель: Некоторые полезные ископаемые можно добывать в том же виде, как их добывают. Например, каменный уголь. Подняли и можно сразу закладывать в топку – он будет гореть. Но есть и другое полезные ископаемые. Чтобы они стали действительно полезными, их надо сначала переработать. Когда добывают железную руду из земли, она похожа на обыкновенный камень, чтобы получить железо или сталь надо переплавить в специальной печи.

Железная руда – плотное, мелко-зернистое вещество, тёмно-коричневого цвета. Железная руда тяжёлая, она тяжелее гранита; очень прочная.

Важное свойство железной руды – плавкость. Из руды в доменных печах выплавляют чугун, затем чугун поступает в мартеновскую печь, где из чугуна варят сталь. У мартенов работают сталевары. Чугун и сталь применяют в быту, в промышленности, на транспорте. Из чугуна и стали делают посуду. Чугунные сковороды, стальные ножи, вилки, ножницы. Железнодорожные рельсы, вагоны, трактора, комбайны, станки, трубы, отдельные детали машин, оружие все это изготовлено из стали.

Викторина «Разложи на свои места». У каждой группы свой набор полезных ископаемых Приложение 2

Рефлексия деятельности (итог урока).

источник

Органические и минеральные образования земной коры – это полезные ископаемые. В большинстве случаев химический состав, а также физические свойства позволяют задействовать их в производстве. Стоит заметить, что скопление полезных ископаемых может иметь различный вид: жила, сток, пласт и т.п.

Значительная концентрация материалов в одном месте называется месторождением (бассейном). Давайте подробно разберемся, что же такое строительные полезные ископаемые, как их добывают и где, собственно, используют.

Строительные полезные ископаемые (или нерудные, неметаллические) применяются в промышленности. Интересно то, что они могут быть использованы как в естественном своем виде, так и в качестве сырья. Это минералы и горные породы, о чем мы поговорим немного позже.

Из списка нерудных ископаемых стоит исключить подземные воды, нефть, газ, уголь и другие горючие материалы. В это же время песок, щебень, гравий и т.п. можно относить к нерудным. Статистика показывает, что за последние 7-10 лет ископаемые, используемые в строительстве, обогнали по объемам добычи рудные материалы.

Неметаллическая группа отличается от металлической тем, что состав изделия может сильно изменяться в зависимости от месторождения и других параметров. Поэтому перед добычей всегда требуется оценка возможностей применения того или иного материала в конкретной сфере.

Вещество данного происхождения может находиться в твердом, мягком или рыхлом состоянии в зависимости от материала. По сути, горные породы – это рыхлые или плотные материалы, из которых сформирована земная кора. Они могут состоять из однородных или нескольких видов минералов, обломков других пород и т.п. Состав ископаемого зависит от процессов, протекающих в земной коре. Если приводить самые яркие примеры горных пород, используемых в строительстве, то это песок, глина, гранит, базальт, соль, каменный уголь и другое. Сложно говорить о том, какая из трех групп горных пород используется чаще всего в промышленности. Если рассматривать осадочные породы, то это песок и известняк. Метаморфические породы богаты сланцем и глиной.

Минерал представляет собой однородное тело, как правило, твердое. По сути, этот компонент можно считать основной составляющей горных пород. Конечно, стоит понимать, что минералов на сегодняшний день огромное количество. Например, кварцевая группа состоит из множества элементов: аметист, хрусталь, цитрин и т.п. Примечательно то, что вода не относится к минералам. Обусловлено это тем, что ее классифицируют как жидкое состояние минерала под названием лед.

Все мы знаем о том, что строительные полезные ископаемые должны соответствовать ряду требований, основные из них следующие: твердость, ковкость, хрупкость и т.п. В большинстве случаев они обладают оптическими свойствами. Такими, например, как блеск и цвет, пренебрегают, но только если они не оказывают существенного воздействия на кристаллическую структуру ископаемого. А сейчас рассмотрим, где чаще всего используются горные породы.

Неметаллические ископаемые могут применяться где угодно. Если говорить о хозяйстве, то они чаще всего играют роль строительных материалов. Для этого лучше всего подходит гранит, мрамор, известняк. В качестве сырья используют различные минеральные удобрения типа фосфорита, апатита и калийных солей.

Для химического производства нерудные полезные ископаемые тоже имеют большое значение, так как там используется сера, апатит и т.п. Широко применяются горные породы и в металлургии. В качестве флюсов привлекают известняки и кварциты, а для создания огнеупорных конструкций может быть использован доломит, магнезит, а также огнеупорная глина. Примечательно то, что разнообразие свойств позволяет использовать один и тот же компонент в различных сферах промышленности. К примеру, графит нашел свое применение в металлургии, электротехнике, ядерной энергетике и химической промышленности.

Человечество на протяжении многих сотен лет придумывало все новые и новые методы добычи ископаемых. За это время сформировалось несколько способов:

Но так можно добывать только твердые полезные ископаемые. По статистике, примерно 90% бурых углей и 70% руд получают открытым способом. В это же время жидкие и газообразные полезные ископаемые добывают совершенно другим методом. Для этого бурят скважины, через которые откачивают газ, нефть и др. в специальные хранилища.

Способы добычи полезных ископаемых, используемых в строительстве, ограничиваются карьерами. По сути, это полностью механизированный труд, который подразумевает использование бульдозеров и другой тяжелой техники. В любом случае перед добычей сначала определяют глубину залегания, а также условия и только потом определяются со способом. К примеру, начинать добычу в некоторых карьерах нецелесообразно только потому, что слишком велики затраты на транспортировку.

Разнородность неметаллических природных ископаемых приводит к тому, что их крайне сложно классифицировать. Как было отмечено выше, один компонент может использоваться где угодно. Тем не менее вышеуказанные ископаемые разделяют на две основные группы:

• по области использования: горное, химическое сырье и горно-металлургическое сырье, строительные материалы, а также кристаллы (технические);
• по геологическому происхождению: горные породы (относятся к самому распространенному виду неметаллических полезных ископаемых, имеют относительно простую структуру).

Кроме того, существуют минералы – более редкие ископаемые с небольшими месторождениями. Они имеют высокую стоимость.

Мы рассмотрели все существующие на сегодняшний день классы полезных ископаемых. Как видите, это весьма обширная группа. Стоит обратить внимание на то, что практически на всем земном шаре есть полезные ископаемые. Отличия могут заключаться лишь в их составе, глубине залегания, а также в химических свойствах. В мире постоянно ведется разработка полезных ископаемых, открываются новые карьеры, строятся скважины и шахты.

Мы ознакомились с тем, что такое строительные полезные ископаемые. Конечно, вряд ли их можно назвать именно так, ведь они находят свое применение и в других сферах промышленности. Тем не менее вряд ли можно представить современное строительство без мировой добычи неметаллических ископаемых. Взять хотя бы такой вяжущий элемент, как песок. Ни один дом нельзя построить без него. Но стоит понимать, что полезные ископаемые земли формируются довольно долго под низкими и высокими температурами, большим и малым давлением. По этой простой причине имеет смысл использовать природные ресурсы более рационально.

Теперь вы знаете основные названия полезных ископаемых и их классификацию.

источник

Строительное дело почти целиком базируется на извлекаемых из недр Земли полезных ископаемых и нередко требует все новых видов сырья. Ни один вид строительства не обходится без применения нерудных строительных материалов, таких как песок, песчано-гравийные смеси, природные каменные материалы, глины, известняк, доломит, мел, мергель и другие. Поэтому, перед началом строительства стоит задача обеспечения объекта всеми видами минерального сырья, что нередко требует открытия и вовлечения в разработку новых месторождений полезных ископаемых.

Итак, для начала немного теоретических сведений, необходимых для большего понимания материала.

Полезное ископаемое — природное минеральное образование, пригодное для использования в народном хозяйстве в естественном виде или после переработки.

Нерудные полезные ископаемые — неметаллические полезные ископаемые, используемые в промышленности и строительстве в естественном виде или как сырье.

По области использования нерудные полезные ископаемые подразделяются на:

В настоящей статье мы рассмотрим только нерудные полезные ископаемые, применяемые в строительстве — нерудные строительные материалы или строительные горные породы.

Итак, нерудные строительные материалы (строительные горные породы)- это неметаллические полезные ископаемые, используемые в строительстве в естественном виде или как сырье.

К нерудным строительным материалам относят заполнители для бетона и асфальтобетона, стеновые камни и блоки, облицовочные изделия, дорожно-строительные материалы, минеральный порошок и др.

В промышленности строительных материалов согласно генетическому признаку наиболее широко используют следующие важнейшие виды строительных горных пород:

— Осадочные, образовавшиеся путем накопления (осаждения) продуктов разрушения магматических, метаморфических и более древних осадочных горных пород.

— Магматические (изверженные), которые по условиям образования делятся на глубинные (интрузивные) и излившиейся (эффузивные) породы.

— Метаморфические ( видоизмененные), в которых изменение строения и состава произошло в природе, под влиянием высокой температуры и давления, под воздействием химически активных газообразных веществ и горячих растворов циркулирующих в породах.

Рассмотрим подробно наиболее часто встречающиеся породы.

I) Осадочные горные породы:

а) Песчаные и песчано-гравийные породы

Геологи выделяют два вида пород: песчаную и песчано-гравийную. Чисто гравийных месторождений в природе не бывает. Обычно гравий залегает вместе с песком, образуя гравийно-песчаные массы, содержания гравия в которых колебелется в очень больших пределах. Часто в таких отложениях встречаются валуны (обломки горных пород размер которых превышает 100мм). Песчаной называют породу при содержании гравия меньше 10% общей массы, песчано-гравийной при содержании гравия более 10%. Существует еще валунно-гравийно-песчаная порода- с содержанием гравия более 10% и валунов более 5%.

Песок — это природный неорганический сыпучий материал с крупностью зерен до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения скальных горных пород и получаемый при разработке валунно-гравийно-песчаных, гравийно-песчаных и песчаных месторождений (определение согласно ГОСТ 8736-2014).

Песок является рыхлой осадочной горной породой, состоящей не менее чем на 50% из зерен кварца, полевых шпатов и других минералов и обломков горных пород.

— грубые пески (размер зерен более 3мм)

— крупные пески (размер зерен 0,5-2мм)

— средние пески (размер зерен 0,35-0,50мм)

— мелкие пески (размер зерен 0,14-0,35мм)

— пылеватые пески (размер зерен 0,01-0.14мм).

Применение песков в строительстве очень широкое — в качестве заполнителя для производства бетона, асфальтобетона, строительных растворов, создания насыпей земляных сооружений, отсыпки земляного полотна железных и автомобильных дорог. Без песка не обходится ни одно строительство. Это наиболее распространенный строительный материал.

Гравий- это рыхлый каменный материал, образовавшийся в результате выветривания горных пород, размером частиц 5-70 мм.

Гравий выпускают в виде следующих основных фракций (согласно ГОСТ 8267-93):

— смесь фракций от 5(3) до 20 мм.

По согласованию изготовителя с потребителем выпускают гравий в виде других смесей, составленных из отдельных фракций, а также фракций от 80(70) до 120 мм, св. 120 до 150 мм.

Гравий применяется в качестве заполнителя для бетонов, асфальтобетонов, баластной призмы железнодорожных путей, рабочих слоев и покрытий дорожной одежды автомобильных дорог и др.

б) Глинистые породы

К глинистым осадочным породам в первую очередь относятся имеющие очень большое распространение, различные по составу и происхождению супеси, суглинки и глины, а так же встречаемые более редко алевролиты и аргиллиты. Состоят эти породы из так называемых первичных (кварц, полевой шпат, слюда) и вторичных (каолинит, монтмонириллионт и др.) глинистых минералов, присутствие которых и обуславливает все специфические особенности глин: набухание при увлажнении, усадка при высыхании, пластичность, липкость и др.

Супесь- это рыхлые осадочные породы с содержанием глинистых частиц (менее 0,005мм) в количестве от 3% до 10%.

Суглинок- это рыхлые осадочные породы с содержанием глинистых частиц (менее 0,005мм) в количестве от 10% до 30%.

Глина- это рыхлые осадочные породы с содержанием глинистых частиц (менее 0,005мм) в количестве более 30%

Алевролиты- это сцементированные пылеватые суглинистые породы.

Аргиллиты- сцементированные глины.

Глинистые породы применяются для производства цемента, керамического кирпича, керамических изделий для наружной и внутренней облицовки зданий (облицовка фасадов, фасадные плитки, ковровая керамика), в качестве гидроизолирующего слоя при строительстве различных сооружений, производства санитарно-технических изделий, теплоизоляционных изделий (керамзит), кровельных керамических изделий, керамических труб.

в) Органогенные осадочные породы

Известняк- скальная порода, не менее чем на 75% состоящая из CaCO₃ преимущественно органогенного происхождения (слагается из известковых раковин моллюсков, известковых водорослей, кораллов и др.). Менее распространены известняки химического происхождения (оолитовые известняки, известковые туфы). Используется как сырье для цементной промышленности, для производства щебня, облицовки зданий.

Мергель- известняк, в составе которого преобладает глина. При содержании в мергелях минерала кальцита не менее 75% их называют известняковыми, а менее 10% — глинистыми. Мергели используют как сырье для производства портландцемента.

Мел- состоит из мелких частиц раковин простейших животных. По химическому составу он аналогичен известянику. Мел используют при производстве извести, для приготовления красок, замазок и цемента.

II. Магматические горные породы:

Гранит — является полиминеральной кислой горной породой, одной из самых распространенных магматических пород на Земле.

Гранит состоит из калиевого полевого шпата (ортоклаза) — 40-70%, кварца, являющегося наиболее стойкой составной частью гранита (20-40%) и слюды (мусковита или биотита)-5-20%.

Граниты применяют в качестве строительного и облицовочного материала, из гранита получают высококачественный щебень, который используют в строительстве всех видов сооружений, а так же при производстве бетона.

Гранитный щебень выпускают в виде следующих основных фракций (согласно ГОСТ 8267-93):

— смесь фракций от 5(3) до 20 мм.

По согласованию изготовителя с потребителем выпускают щебень в виде других смесей, составленных из отдельных фракций, а также фракций от 80(70) до 120 мм, св. 120 до 150 мм.

Габбро- состоит из полевых шпатов, пироксена, авгита, оливина и друних темноокрашенных минералов. Структура габбро гранитная. Применяется для наружной облицовки зданий и получения щебня.

Лабрадорит- одна из разновидностей семейства габбро, полнокристаллическая магматическая горная порода, состоящая в основном из минерала лабрадора. Применяется для наружной и внутренней облицовки зданий и сооружений.

III.Метаморфические горные породы:

Гнейсы – по минералогическому составу сходны с гранитами, из которых они образовались в результате перекристаллизации под большим давлением. Они состоят главным образом из полевых шпатов, кварца и одного или нескольких минералов: биотита, мусковита, роговой обманки, авгита.

Гнейсы имеют так называемое сланцеватое строение. Для них характерно то, что составляющиме породу минералы вытянуты в направлении, перпендикулярном направлению давления.

Гнейсы используются для кладки фундаментов, в качестве бутового камня, в виде плит для облицовки каналов и набережных, для устройства тротуаров.

Мрамор – метаморфическая разновидность карбонтаных пород- известняков, доломитов и доломитизированных известняков, отличающихся от них зернисто-кристаллическим строением и высокой плотностью. Зерна кальцита в мраморе непосредственно связаны сцеплением кристаллов.

Мрамор используется для декоративных и облицовочных работ: из него делают плиты для внутренней отделки зданий, лестничные ступени, плитки для полов.

Кварцит – метаморфическая разновидность кремнистых песчаников с перекристаллизованными зернами кварца, которые срослись между собой так, что цементирующее вещество неразличимо. Они образуются путем метаморфизации кварцевых песков и песчаников под влиянием высоких температур и давления.

Кварциты используются в виде штучных камней для особо ответственных конструкций зданий и сооружений (для изготовления подферменных камней в мостах и др.), в качестве бутового камня, щебня и для наружных облицовок повышенной стойокости (декоративные облицовочные плиты).

ООО «ДОРГЕОПРОЕКТ»

(499) 393-38-36

www.dorgeoproekt.ru

источник

Когда томимый жаждой путник бредет по нескончаемым пескам пустыни под палящим солнцем, ему трудно воспринимать эти пески как полезные ископаемые. Когда ты пробираешься под дождем по бездорожью, увязая в глине, которая налипает на ботинки, тебе трудно думать об этой глине как о полезном ископаемом. Точно так же человек, карабкающийся по скале и обдирающий в кровь руки и ноги о щебенку и острые камни, не будет думать о том, что перед ним залежи полезных ископаемых. А между тем и глина, и песок, и щебенка, и гранитные скалы — все это, по сути дела, ценные полезные ископаемые. Их выделяют в группу строительных ископаемых и используют при возведении зданий и различных сооружений, а также при создании скульптур и архитектурных деталей.

Из разнообразных строительных ископаемых особенно важную роль в развитии цивилизации сыграли известняки, мраморы, граниты. На первом месте по праву стоят известняки — самые распространенные на Земле

осадочные породы. Белые, серые, золотистые известняки — прекрасный материал: они легко распиливаются на блоки и приобретают приятный, «теплый» вид после некоторой обработки.

Из известняков сложены знаменитые древнеегипетские пирамиды, они использовались для создания статуй-колоссов и аллеи сфинксов в древнеегипетском храме в Луксоре, галереи древнеримского Колизея, дворцов в древнем Вавилоне. Многие замки, дворцы, соборы средневековой Европы также созданы из известняков. Отметим знаменитые дворцовые ансамбли Парижа (Версаль, Фонтенбло, Лувр), собор Парижской Богоматери.

Наряду с известняками в Европе широко применялся также кирпич (красный и белый). Однако до XVI века зодчие отдавали предпочтение известнякам, которые нередко использовались в сочетании с гранитами. Позднее началось массовое использование кирпичей из глины как более доступного материала. При этом для архитектурных украшений и скульптурных групп продолжали широко применять светлые известняки.

Как ты уже знаешь, в земных глубинах при достаточно высоких температурах известняк превращается в мрамор. В отличие от известняка мрамор прекрасно полируется. Он достаточно вязок и прочен, хорошо противостоит ударам. Этим объясняется, почему мрамор с давних пор широко используется для изготовления отделочных плит, колонн, портиков, для создания скульптур. Колоннада знаменитого древнегреческого Парфенона (храма Афины), мавзолея Тадж-Махал в Агре (Индия), скульптурные композиции Петергофа под Санкт-Петербургом, отделка Зимнего дворца в Санкт-Петербурге — подобных примеров использования мрамора можно было бы привести великое множество.

Наряду с известняками и мраморами в архитектуре и скульптуре широко применяются серые и красные граниты. В качестве примера приведем высеченное из розового гранита аббатство Мон-Сен-Мишель во Франции, красноватые колонны Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге, пьедестал знаменитого «Медного всадника». Граниты полируются не хуже мрамора, и при этом они хорошо противостоят разрушению, вызываемому водой, ветрами, химическими осадками. Гранитные плиты и статуи могут сохраняться столетиями.

Надо признать, что времена возведения зданий из каменных блоков практически закончились. Они ушли в прошлое вместе с античными и средневековыми городами. Теперь строительный камень применяют в основном лишь как облицовочный материал — для внешней и внутренней отделки. А в основе сооружений используются современные дешевые и прочные строительные материалы — бетон, шлакобетон, железобетон, разнообразные типы кирпичей.

источник

Одной из важнейших, если не самой главной, задачей геологии, как отрасли деятельности человека, является поиски и разведка месторождений полезных ископаемых.

Полезное ископаемое – это природное скопление минералов в земной коре, которое может быть использовано для нужд человека. Скопление полезных ископаемых (минералов) образуют месторождения.

Месторождение – природное скопление полезного ископаемого, которое в количественном и качественном отношении может быть предметом промышленной разработки при данном состоянии техники и в данных экономических условиях.

По физическому состоянию все полезные ископаемые делятся на твердые(железо, медь, песок, уголь и т.д.),жидкие(нефть, вода) игазообразные(газ, пар).

Более употребительна другая классификация полезных ископаемых, согласно которой они подразделяются на металлические(черные, цветные, редкие и редкоземельные, радиоактивные),неметаллические(горно-химические, драгоценные и поделочные камни, строительные и применяемые при строительстве),горючие(твердые, жидкие, газообразные). Полностью классификация приведена на рисунке 1.

Любое месторождение полезного ископаемого характеризуется множеством показателей. Это и характер залегания полезной толщи (ее форма, глубина залегания), гидрогеологические и инженерно-геологические условия, его местонахождение, конъюнктура сырья на мировом рынке и т.д. Но главными характеристиками является два показателя – количество полезного ископаемого в месторождении – запасыи егосодержаниев единице объема (в руде). Для горючих и строительных полезных ископаемых понятие содержание не применяется (не имеет смысла).Руда– это горная порода, содержащая то или иное количество полезного ископаемого.

Содержание полезного ископаемого в месторождении измеряют в физических единицах: мг и г (для драгоценных металлов) на единицу массы (т) или объема (м 3 ); в % к массе руды (черные и цветные металлы); в каратах (драгоценные камни) на т.

Какие же это величины? Золото (Аu) – от 50−60 мг/т до 10−20 г/т. На Урале чаще всего содержания составляют от первых сотен мг до первых г на тонну. Железо (Fe) – 20−40 % содержания в руде (бурые железняки), 50−60 % до 80 % (магнетитовые руды). Медь (Сu) – первые %; хром-хромиты (Сr₂O₃) – 10−50 %, никель (Ni) – 0,5−2 %; редкие и редкоземельные металлы – десятые и сотые доли г/т, алмазы – десятые доликарата (карат – 0,2 г) – первые караты на т [2]. Приведем пример, на месторождении имеется 100 тыс. т медной руды с содержанием меди 4 %, т.е. самой меди будет (100 тыс.т х 4 %) : 100 % = 4 тыс.т.

Сам полезный компонент может присутствовать в горной породе как чистый элемент – Fe,Cu,Ni,Au,Pt, так и часто как оксид – хромиты (Сr₂O₃), бокситы (Аl₂O₃) и др.

Вторым важнейшим показателем месторождения является количество полезного ископаемого. Оно формализуется двумя понятиями – ресурсы и запасы (рисунок 2).

драгоценные и поделочные камни

пески и песчано-гравийные смеси

Рисунок 1 Классификация полезных ископаемых

Количество полезного ископаемого

Ресурсы Запасы

Рисунок 2 − Оценка количества полезных ископаемых

В чем разница между ресурсами и запасами. Каждый символ – Р₁, Р₃, А, С₂и другие, носит названиекатегория. Как видно из самого наименования, ресурсы нечто более неопределенное понятие, запасы – более конкретное. Ресурсы, говорят еще прогнозные ресурсы,оцениваются, а запасы –подсчитываются, т.е. разница между ресурсами и запасами в степени изученности (разведанности) района предполагаемого месторождения.

Категория Р₃– учитывает лишьпотенциальную возможностьоткрытия месторождения, на основании геологических предпосылок по данным геологической съемки. Количественная оценка производится без привязки к конкретным объектам, по аналогии с площадями, где есть разведанные (действующие) месторождения.

Категория Р₂– учитываетвозможность обнаруженияна площади новых месторождений, где перспективность, наряду с данными геологической съемки, подтверждаются единичными выработками. Предположим, в пределах какого-то гранитного массива была пройдена канава, шурф, скважина и одна или ряд проб, отобранных из выработок, показали хорошие содержания в ней золота. Таким образом при оценке площади по категории Р₂мы уже рассматриваем более локальную площадь, чем по Р₃, опираясь при этом на фактические данные. Такое место, где была взята проба с хорошими содержаниями, называется рудопроявлением (перспективной площадью).

Категория Р₁– учитываетвозможность появленияновых рудных тел на рудопроявлениях. Для того, чтобы оценить площадь по этой категории, необходимо пересечь горной выработкой (скважиной, канавой) рудное тело. Таким образом, площадь потенциального месторождения еще больше сужается, локализуется. Когда имеется категория Р₁, а для некоторых видов полезных ископаемых и Р₂, можно говорить опромышленноминтересе к месторождению.

Теперь перейдем к запасам. Полная «формула» запасов месторождения, которое полностью разведано и готово к эксплуатации имеет такой вид: А+В+С₁+С₂. Справа налево более достоверные категории. Проще говоря, чем больше скважин и горных выработок (так называемая сеть выработок), отсюда больше количество отобранных проб руды для изучения, тем более высокая категория запасов.

Для каждого полезного ископаемого устанавливается своя сеть (густота – количество) выработок, для получения запасов по той или иной категории. Часть площади месторождения может быть разведана по категории С₂, часть по С₁и т.д. А все вместе дают выше приведенную «формулу» запасов.

При получении запасов, полученных в ходе геологического изучения (разведки) месторождения, начиная с категории С₂, для других видов полезных ископаемых С₁– можно обоснованно вести добычные работы, т.е. эксплуатировать месторождение. Строго говоря, применять терминместорождениеможно только при наличии в нем запасов начиная с категории С₂или С₁.

При разведке месторождения изучают и другие его параметры, так называемые горно-технические условия – гидрогеологические особенности (водопритоки в карьер, шахту, состав подземных вод), инженерно-геологические условия (устойчивость бортов карьеров, шахтных сооружений, возможность проявления физико-геологических процессов и пр.). Все параметры месторождения – запасы, содержания, горно-технические условия, обогатимость руды, схемы обогащения и добычи называются кондициямиместорождения.

Запасы полезных ископаемых измеряются главным образом в тоннах (твердые полезные ископаемые) и кубических метрах (газ, вода, некоторые виды строительных полезных ископаемых).

После получения всех вышеперечисленных данных о месторождении, материалы по его разведке представляются в Государственную комиссию по запасам, которая в настоящее время существует в каждом Федеральном округе РФ. Эта комиссия рассматривает все представленные материалы, оценивает их с точки достоверности, «правильности» проведения работ. В случае положительного рассмотрения этих данных, Государственная комиссия по запасам утверждаетзапасы месторождения. Только утвержденные запасы дают формальное право на эксплуатацию месторождения.

Для получения юридических прав на добычные работы необходимо получить лицензиюв Федеральном агентстве по недропользованию. Такие агентства, как представитель Министерства природных ресурсов, существуют в каждом Федеральном округе. Процесс получения реализуется через проведение конкурса или аукциона, объявленном вышеупомянутом агентством. Объявление публикуется в Федеральных и местных органах печати. В выдаваемой лицензии устанавливаются площадь отведенного участка, т.н. геологический и горный отводы, объем ежегодной добычи, требования к технологии, охрана природы, платежи в бюджеты всех уровней, требования по дальнейшему изучению и т.д., а также срок действия лицензии. Вся процедура лицензирования платная. Устанавливается разовый платеж за право участия в конкурсе или аукционе, а также плата за получение лицензии на право разведки и эксплуатации месторождения, так называемый бонус. Размеры этих платежей зависят от вида полезного ископаемого и размеров месторождения и колеблются от первых сотен тыс. руб. до десятков, а иногда и сотен, миллионов руб.

В ходе эксплуатации месторождения владелец его обязан ежегодно предоставлять информацию в местные надзорные геологические органы Министерства природных ресурсов РФ об объемах добычи («движения запасов»), полноте извлечения полезного компонента, данные об экологических мероприятиях и т.д. Таким образом, государство осуществляет контроль за рациональным использованием недр. Собственник также оплачивает налог на добычу полезного ископаемого. Размер его зависит от объема добычи и вида полезного ископаемого.

Все аспекты геологоразведочной и добычной деятельности, вопросов лицензирования и др., регламентируются «Законом о недрах» РФ.

источник

Общая характеристика природных строительных материалов, их технологические свойства, области применения, промышленно-генетические типы месторождений, ресурсная база

Группа природных строительных материалов включает в себя пески и песчаники, песчано-гравийные смеси, глины, карбонатные породы, гипсы и ангидриты, строительные камни.

Вопрос 1. Пески, песчаники и песчано-гравийные смеси

Пески — мелкообломочные горные породы моно- или полиминерального состава с размерами частиц 0,1 -1,0 мм. Песчаники- это сцементированные пески, цемент может быть кварцевым, карбонатным, железистым, глинистым др. Гравий — обломочный материал с размерами обломков 1-10мм. Песчано-гравийные смеси содержат не менее 10% гравийных фракций и не менее 5% песчаных.

Основные промышленно-генетические типы месторождений.

• 1. Аллювиальный: древний — погребенных долин и террас (Киятское — Татарстан, Березовское — Красноярский край); современный — пойменные и русловые (Бурцевское — Нижнегородская обл., Усть-Камское — Татарстан);
• 2. Морской и озерный червертичного возраста (Егановское, Люберецкое — Московская обл.; Сестрорецкое — Ленинградская обл.).
• 3. .Флювиогляциальные (Струги — Красные — Псковская обл.) 4.Эоловый — дюны и барханы (Сосновское — Чувашия; Матакинское — Татарстан).

Применение песков и гравия в народном хозяйстве основывается на различных физических свойствах этих обломочных пород. Более 96 % добываемых песка и гравия потребляется в строительстве, менее 5 % приходится на долю особо чистых кварцевых песков, используемых в стекольной, керамической, металлургической промышленности, а также в производстве ферросилиция, карбида кремния и т. п.

Важнейшее значение для стекольных, керамических, формовочных и прочих чистых кварцевых песков имеет химический состав. Содержание кремнезёма в них должно превышать 90%.. Высокое содержание кремнезема — необходимое условие и для песков, используемых в производстве ферросилиция, карбида кремния, жидкого стекла и т. д., а также для абразивных и фильтровальных песков, для формовочных песков, используемых в литейном производстве, для производства силикатного кирпича.

Более 60% месторождений кварцевых песков расположено в Европейской части России. Эксплуатируются крупные месторождения Егановское и Люберецкое в Московской, Ташлинское в Ульяновской, Балашейское в Самарской, Миллеровское в Ростовской, Тулунское в Иркутской областях и др.

Производят кварцевое сырье, кроме стран СНГ, Австрия, Бельгия, Саудовская Аравия, Австралия, импортируют — ФРГ, Швеция, Япония.

Мировое потребление кварцевых песков составляет порядка 100-120 млн в год. На долю стран СНГ приходится (млн т) около 36, США — 28, ФРГ — 10-14, Франции

6, Англии -4, Бельгии и Бразилии — по 3-4, Австрии и Австралии — по 2.

В России в 1996 г. добыто стекольных и формовочных песков более 6 млн. т, в том числе около 1,5 млн т стекольных. В других странах СНГ объем добычи тех же песков составил около 60% от российской добычи.

Полимиктовые строительные пески и песчано-гравийные смеси связаны в основном с ледниковыми отложениями в Центральной и Северо-Западной части России, а также на равнинах юга Европейской части, в Западной и Восточной Сибири, на Дальнем Востоке, где широко развиты аллювиальные, эоловые и морские отложения.

Месторождения песчано-гравийного сырья имеют широкое, хотя и не повсеместное распространение. В России учтено 1269 месторождений с запасами по сумме промышленных категорий почти 10 млрд. м. Разрабатывают около 600 месторождений с годовой добычей 130-190 млн. м 3 .

В северном регионе европейской части России запасы сырья составляют 32% от общероссийских, добыча 36%. На Северо-Кавказский регион приходится около 15% запасов и добычи сырья. В Уральском регионе сосредоточено 17% запасов, добыча составляет 32%. Всего в европейской части России добывают более 80% сырья.

Песчаники — это уплотненные сцементированные, метаморфизованные пески, прочностные свойства которых зависят от состава цемента и характера цементации. В состав цемента могут входить глинистые минералы, карбонаты, кремнезём, окислы железа, фосфаты и т.д.

Применяются в строительном деле в качестве стенового камня, бута, щебня и брусчатки, для получения точильных камней.

Генезис песчаников осадочный, (Черемшанское месторождение в Бурятии, Шокшинское — в Карелии, в Донбассе).

неметаллический полезный ископаемое сырьевой

Глины это тонкодисперсные горные породы, состоящие преимущественно из слоистых алюмосиликатов и обладающие пластичностью. В зависимости от преобладания какого-либо компонента глины подразделяются на аллофановые, каолинитовые, монтмориллонитовые, гидрослюдистые, палыгорскитовые.

Особенности вещественного состава предопределяют важнейшие технологические свойства глин:

• 1. Пластичность — способность при смешивании с ограниченным количеством воды давать тесто, принимающее под давлением любую форму и сохраняющее её при сушке. Пластичность обусловлена минеральным составом, степенью дисперсности и свойственна монтмориллонитовым глинам, меньшая — каолинитовым.
• 2. Набухание — свойство глин увеличиваться в объеме при поглощении воды. Наибольшим набуханием обладают монтмориллонитовые , наименьшим — каолинитовые.
• 3. Усадка — уменьшение объема при высыхании.
• 4. Спекаемость — способность при обжиге спекаться в камнеподобное твердое тело — черепок.
• 5. Огнеупорность — способность черепка выдерживать высокие температуры без размягчения и плавления. Глины делятся на огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие, Наиболее огнеупорны- каолины, легкоплавкие — монтмориллонитовые и бейделлитовые глины.
• 6. Вспучивание при обжиге — увеличение объема и уменьшение плотности глинистого материала.
• 7. Адсорбционные (поглотительные) свойства — способность поглощать и удерживать на своей поверхности ионы и молекулы различных веществ.
• 8. Водоупорность
• 9. Относительная химическая инертность.

Выделяется 4 наиболее важные промышленные группы:

К строительным и грубокерамическим относятся легкоплавкие, в меньшей степени тугоплавкие глины. Применяются в обожженном виде для производства строительной (кирпич, черепица) и грубой керамики: клинкерного кирпича, дренажных труб, метлахской плитки, глиняной посуды, при ускоренном обжиге — для получения керамзита и аглопорита. В необожжённом виде — как строительный, связующий, водонепроницаемый (при возведении плотин) материал.

Огнеупорные и тугоплавкие глины применяются для внутренней облицовки доменных печей, для производства кислотоупорных изделий, тонкой керамики, как формовочный материал в литейном деле.

Каолины и каолинитовые глины относятся к высокоогнеупорным и используются для производства тонкой керамики. Это фарфоровые и фаянсовые изделия, предметы санитарно-технического и медицинского оборудования, бытовая и химическая посуда. В качестве наполнителя — в бумажной, химической, стекольной, парфюмерной промышленности.

Бентониты — тонкодисперсные глины с высокой связующей способностью, адсорбционной и каталитической активностью. Они применяются для изготовления промывочных жидкостей ( в т.ч. буровых растворов), производства железорудных окатышей, получения керамзита, в качестве адсорбентов в нефтеперерабатывающей, пищевой ( очистка вин, соков), текстильной промышленности, в сельском хозяйстве.

Промышленно-генетические типы месторождений:

• 1. Остаточные месторождения кор выветривания: каолинитовые, бентонитовые, гидрослюдистые (Урал, Украина).
• 2. Осадочные — морские, лагунные, озёрные и речные (Борщевское — Россия, Черкасское — Украина), ледниковые (Псковская, Новгородская, Ленинградская области), эоловые (юг России и Украины).
• 3. Вулканогенно-осадочные- в водных бассейнах образуются бентониты (Гумбри- Грузия, Огланлинское — Туркмения).
• 4. Гидротермальные — бентониты, каолины (Сарыгюхское — Армения, Асканское — Грузия, Гусевское — Приморье Россия).
• 5. Метаморфизованный тип месторождений — аргиллиты (Биклянское — Россия, Черкасское — Украина).

Мировые разведанные ресурсы бентонитовых глин оцениваются в 2000млн.т., в т.ч. в США -800 млн.т. Мировая добыча в 2000 году составила 9,3 млн.т., из них на долю США приходится 3,8 млн.т., Греции- 0,95 млн. т., Германии, Турции, Италии -по 0,5 млн.т. В России произведено всего 0,37млн.т., что не обеспечивает внутренних потребностей, и означает полную зависимость от импорта, особенно в щелочных бентонитах. Около 70% запасов высококачественных бентонитов бывшего СССР остались за пределами России (на Кавказе и в Средгей Азии).

Мировая добыча каолина в 2000 году составила 39,8 млн.т.,из них в США- 9,45 млн.т.,Чехии -2,9 млн.т., Великобретании -2,3млн.т., Ю.Корее -2,2 млн.т .В России — 0,04млн.т., этого крайне недостаточно и Россия зависит от импорта, в частности с Украины и Казахстана.

Вопрос 3.Карбонатные породы

Карбонатные породы составляют около 20% осадочных отложений земной коры и представлены следующими разновидностями.

Известняки — осадочные породы, состоящие в основном из кальцита (СаСО₃) с примесью доломита (Ca, Mg(CO₃) ₂), песчаных и глинистых частиц. При содержании доломита 20-50% -доломитовый известняк.

Известняки-ракушечники состоят из обломков раковин, сцементированных карбонатным или глинисто-карбонатным цементом — легкие пористые породы.

Мел — порода, состоящая на 60-70% из мельчайших остатков скелетных образований планктонных организмов и на 30-40% из тонкозернистого порошкообразного кальцита.

Мергели — тонкозернистые осадочные горные породы, переходные от известняков и доломитов к глинистым породам и содержащие 50-70% кальцита или доломита или их смесь и 20-50% глинисто-песчаного материала.

Доломиты — карбонатные осадочные породы, состоящие (не менее чем на 90%) из минерала доломита (Са, Мg (СО₃ )₂).

Мраморы и мраморизованные известняки — карбонатные породы, претерпевшие перекристаллизацию в результате регионального или контактового метаморфизма.

Основные отрасли и объемы потребления карбонатных пород следующие (в %): производство строительного и облицовочного камня — 60, цементная промышленность — 20, металлургическая- 10, известковая — 5, огнеупорная — 2, сельское хозяйство- 1, остальные — 2.

Для производства строительных и облицовочных камней используются известняки, доломиты, мраморы, отличающиеся декоративностью и хорошей полируемостью, высокими физико-механическими свойствами — твердостью, прочностью. Из карбонатных пород получают бутовый камень, щебень, крошку, штучные и облицовочные камни. Только на нужды гражданского, промышленного и дорожного строительства ежегодно расходуется около 220 млн. т карбонатных пород.

В цементной промышленности широко используются известняки, мел, мергели или их смеси с определенными соотношениями AI2O3, Si0₂, Fe₂₃ и СаО. Кондиционными считаются маломагнезиальные карбонатные породы, содержащие не менее 40 % СаО и не более 3,5 % MgO.

Из карбонатных пород изготавливают портландцементы, глиноземистый цемент и многие другие виды вяжущих веществ. Сырьем для производства портландцемента служат различные карбонатные породы, среди которых преобладающую роль играют известняки, мел и мергели. Особую ценность имеют мергели-натуралы. Портландцементы применяются для изготовления бетонов.

В металлургической промышленности чистые карбонатные породы служат главным образом флюсами. Они переводят в шлак пустые породы и вредные примеси. Значительное количество доломитов используется как сырье для получения магния и огнеупорного материала в металлургии.

Известковая промышленность для производства гидравлической, воздушной, медленногасящейся и других видов строительной извести потребляет в основном известняки и мел.

Чистые известняки применяются в химической промышленности для производства соды, карбида кальция, едких калия и натрия, хлора и др. В пищевой- используются для очистки сахара. В сельском хозяйстве используются мягкие известняки и мел для известкования подзолистых почв. Значительное количество карбонатного сырья применяется в стекольной, бумажной, лакокрасочной, резиновой и других отраслях промышленности.

Промышленно-генетические типы месторождений:

• 1. Осадочные — морские представлены известняками доломитами, мергелями и мелом. По условиям образования различаются биогенные, хемогенные и смешанные. Промышленные месторождения известняков — на значительной части Восточно-Европейской и Сибирской платформ, на Урале, в Кузбассе, на Алтае, Красноярском крае, на Кавказе, в Ростовской области (Жирновское месторождение); доломитов — на Урале (Сухоререченское) в Енисейском кряже, хребте Малый Хинган; мела — Вольская группа (Саратовская обл.); мергелей — Новороссийская группа месторождений;
• 2. Метаморфизованные — мраморы и мраморизованные известняки (Белогорское в Карелии; Кибик -Кордонское в Саянах).

Мировое потребление карбонатного сырья более 5млрд.т. в год. Наиболее крупными потребителями являются США, Россия, Япония.

Ресурсы карбонатных пород России огромны, Распределены они на территории крайне неравномерно. Около 50% запасов сосредоточено в европейской части .Наименее обеспеченные районы — Карелия и Мурманская область, а также Тюменская, Омская, Камчатская и Калининградская области.

Вопрос 4. Гипс (CaSO₄· 2H₂O) и ангидрит (CaSO₄)

Гипс и ангидрит наиболее распространены среди соленосных образований и сходны между собой. Гипс представляет собой слоистую или массивную породу зернистого строения белого цвета. Кристаллы гипса прозрачны, зернистые агрегаты окрашены примесями в разные цвета; тонкозернистый просвечивающий агрегат — алебастр; тонковолокнистый — селенит. Невысокая твердость, легко поддаётся обработке.

При прокаливании гипс теряет кристаллизационную воду. При t = 100-180 ° С переходят в полугидрат (CaSO₄ · 0,5H₂O); при t = 200-220 ° С — искусственный ангидрит, растворимый в воде; при t = 800-1000 ° С — эстрих-гипс, при t = 1600 ° С — в жженую известь СаО.

Ангидрит от гипса отличается большими плотностью и прочностью и обладает значительно худшими вяжущими свойствами.

Основное свойство гипса, определяющее его промышленное использование, это способность терять при нагревании кристаллизационную воду и давать при затворении водой пластичную массу, постепенно твердеющую на воздухе и превращающуюся в прочный искусственный камень.

Из гипсовых вяжущих наиболее широко применяется строительный гипс для штукатурных и отделочных работ, изготовления строительных конструкций. Для получения строительного гипса природный гипс дробят и размалывают, а затем обжигают во вращающихся или шахтных печах при 130-180°С в течение 1,5-2 часов. При обработке природного гипса насыщенным паром под давлением получают высокопрочный полуводный гипс — вяжущее вещество с малыми сроками схватывания и твердения, обладающее повышенной механической прочностью используемое как формовочный и медицинский гипс. Первый употребляется для изготовления рабочих форм в фарфоро-фаянсовом и керамическом производстве, для литья металлов и сплавов, выполнения различных скульптурных работ; второй применяется в хирургии и зубоврачебном деле. Эстрих-гипс медленно соединяется с водой и становится вяжущим веществом, применяемым для изготовления плиточных и бесшовных полов, строительных растворов, подоконников и ступеней, искусственного мрамора и др. Гипс широко используется при производстве различных цементов. Гипсошлаковый цемент успешно применяется при строительстве подземных и подводных сооружений, подвергающихся действию выщелачивания и сульфатной агрессии.

При производстве гипсовых вяжущих веществ и в качестве добавок к цементам потребляется более 90 % всего добываемого гипса и ангидрита. В небольшом количестве гипс и ангидрит используется в качестве облицовочного и поделочного камня, флюса при плавке окисленных никелевых руд, в химической промышленности, сельском хозяйстве и при изготовлении бумаги.

Образуются гипс и ангидрит в осолонённых бассейнах на начальных стадиях осаждения солей.

Промышленно-генетические типы месторождений:

• 1. Осадочные: сингенетические — осаждение из растворов (Новомосковское в Тульской обл., Псковской обл., Каменомостское — Северный Кавказ — Россия, Приднестровские месторождения — Украина); эпигенетические — при гидратации ангидрита (Заларинское в Иркутской обл., в Донбассе, Звозское в Архангельской обл.);
• 2. «Гипсовые шляпы» — остаточные продукты растворения каменной соли (Бриневское месторождение — Белоруссия):
• 3. Инфильтрационные — при растворении и переотложении рассеянного в породах гипса (Северный Кавказ, Средняя Азия, Казахстан).

В мире разведаны большие запасы гипса — порядка 7 млрд т, в том числе в Европе более 5, в США — около 1, Канаде — 0,5 млрд т.

Ведущими экспортерами гипса и ангидрита являются Канада, Таиланд, Испания. Основные импортеры — США и Япония.

Разведанные запасы гипса, ангидрита и гипсоносных пород имеются во всех странах СНГ за исключением Беларуси; 75% запасов сосредоточены в России.

Запасы гипса и ангидрита в России размещены неравномерно: 95% их находится в европейской части и лишь 5% — в азиатской. Большая часть гипсового сырья России (58%) находится в Центральном районе, где расположены крупнейшие из разведанных и разрабатываемых месторождений.

Из общей добычи гипсоангидритовых пород в странах СНГ 59% приходится на Россию.

Вопрос 5. Природные строительные и отделочные камни

Строительные камни представляют обширную группу нерудных полезных ископаемых, занимающих по объемам потребления одно из первых мест в строительном производстве. Являясь инертными материалами, они включают пильные (стеновые) и облицовочные камни и наряду с песками и песчано-гравийными смесями составляют главный комплекс природных строительных материалов, используемых в естественном состоянии без применения термохимической обработки.

Природными строительными камнями являются магматические, метаморфические и осадочные горные породы различного состава В большинстве случаев минеральный состав горных пород не имеет существенного значения, определяющими являются физико-механические свойства пород. В наибольших количествах используются карбонатные породы, граниты и сходные с ними горные породы. Реже используют габброиды, базальтоиды, песчаники.

Инертные строительные материалы, получаемые при переработке строительных камней используют в качестве заполнителей тяжелых бетонов.

Применение в качестве строительных камней зависит от их физических и технологических свойств. Наиболее важными являются прочность и долговечность, зависящие от минерального состава породы, структурно-текстурных особенностей, трещиноватости, пористости и др. Наиболее стойкими породами являются: кварциты, граниты, сиениты, диориты. Карбонатные породы — известняки, доломиты и мраморы, несмотря на относительно невысокое сопротивление истиранию, характеризуются прочностью на сжатие и применяются для внутренней и наружной отделки зданий. Мелкозернистые породы обычно более прочны, чем крупнозернистые. Для оценки пригодности породы в качестве строительного камня проводится комплекс специальных лабораторных испытаний, включающий определение объемной массы, плотности, пористости, водопоглощения, морозоустойчивости, прочности на сжатие, растяжение, изгиб, абразивной истираемости, вязкости и др. В зависимости от применения дополнительно изучают обрабатываемость, вязкость, огнеупорность, полируемость, устойчивость окраски и др.

Строительные камни применяются в следующем виде:

Бутовый камень (бут)- камень неправильной формы размером 140 мм, используется для кладки фундаментов, при возведении массивных сооружений (плотин, дамб и др.).

Штучные камни — изделия правильной геометрической формы с обработанными поверхностями, используются как бордюрные камни, брусчатка для дорожных покрытий, архитектурно-отделочные детали, ступени, цокольные и облицовочные изделия, валы и жернова — промышленные изделия.

Пильные камни — блоки стандартного размера вырезаются дисковыми фрезами непосредственно в массиве горной породы и используются в качестве стенового материала.

Щебень — наиболее массовый продукт, используемый в качестве заполнителя бетона и асфальто-бетона, для отсыпки железнодорожных путей и автомобильных дорог.

Природные облицовочные камни представляют специфическую группу строительных материалов, промышленная ценность которых определяется прежде всего их декоративными свойствами. Наряду с этим важным свойством облицовочных камней является механическая прочность, способность принимать различные виды обработки поверхности и сопротивляемость атмосферным воздействиям — погодоустойчивость.

В качестве облицовочных камней используются горные породы различного происхождения: интрузивные — граниты, сиениты, диориты, габбро-нориты, лабрадориты; эффузивные — базальты, диабазы, андезиты, порфиры, порфириты, вулканические туфы; метаморфические — мраморы, кварциты; осадочные — известняки, доломиты, травертины, гипсы, песчаники, конгломераты и брекчии. Наиболее широко используются граниты и мраморы.

В России крупным районом добычи магматических и метаморфических пород высокого качества является Балтийский щит (Кольский полуостров, Карелия): граниты разных расцветок и рисунков используемые в качестве облицовочного и монументального камня. Другим крупным районом является Урал: граниты, габбро, яшмы, мраморы. Многочисленные месторождения магматических и метаморфических пород известны на Алтае, Саянах, Забайкалье, Приморском крае (граниты, базальты, габбро-диабазы, туфы). Значительными запасами различных строительных камней обладают также Украина, Казахстан, Армения.

Европейская часть и Западная Сибирь располагают многочисленными месторождениями осадочных карбонатных пород, песчаников, конгломератов

На территории России учтено более 1000 месторождений строительных камней с запасами по промышленным категориям порядка 20 млрд м 3. . Разрабатывается более 500 месторождений. Ежегодно добывают около 100 млн. м 3 строительных камней.

Запасы пильных известняков в России составляют примерно 110 млн м 3 . В год их добывают более 100 тыс. м 3 .

Ведущей страной мира в области производства и применения облицовочных материалов и изделий является Италия, которая значительную часть мрамора экспортирует в разные страны. Месторождения редких сортов мраморов находятся в Бельгии и Франции. Высокодекоративный гранит добывается в Швеции, Испании, Бразилии.

В России учтено 146 месторождений облицовочных камней с запасами по промышленным категориям 536 млн. м. Из них разрабатывается около 40 месторождений с годовым объемом добычи 500-600 тыс.м 3 . В остальных странах СНГ учтено около 300 месторождений с запасами около 900 млн. м 3 . На 165 разрабатываемых месторождениях добывают 3,5 млн м облицовочных камней ежегодно.

Литература:[4]с485-510, 514-521; [3]c231-261, 275-282; [2] c235-245, 256-271; [41-49].

Проектные задания студентам по самостоятельной работе

• 1 Ознакомиться с историей открытия и освоения коренных месторождений алмазов.
• 2 Проанализировать состояние алмазодобывающей промышленности России.
• 3 Провести анализ обеспеченности России пьезооптическим сырьём.
• 4 Проанализируйте состояние ресурсов флюорита и барита России.
• 5 Проанализировать состояние ресурсной базы России по рассмотренным видам сырья .
• 6 Провести анализ обеспеченности России химическим и агрономическим сырьём.
• 7 Проанализировать степень обеспеченности России природными строительными материалами.

• 1 С каким типом месторождений алмазов связана основная добыча?
• 2 Какой регион России является основным по добыче алмазов?
• 3 Назовите основные страны-производители алмазов.
• 4 Какие ювелирные камни относятся к первому классу?
• 5 Назовите страны- поставщики ювелирных камней на мировой рынок.
• 6 На каком свойстве кварца основано применение его в радиотехнике?
• 7 Назовите промышленные типы месторождений пьезооптического кварца.
• 8 Каким важным свойством обладает исландский шпат?
• 9 На каких свойствах флюорита основано применение его в оптической промышленности?
• 10 Назовите основные промышленные типы месторождений флюорита.
• 11 Назовите основные области применения графита.
• 12 Какие страны являются наиболее крупными производителями графита?
• 13 Для каких целей из магнезита получают периклаз?
• 14 Какой генетический тип месторождений магнезита имеет наибольшее промышленное значение?
• 15 На каких свойствах барита основано его применение в нефтегазовой промышленности и для защиты от жестких излучений?
• 16 Какие сопутствующие полезные ископаемые могут содержаться в месторождениях барита?
• 17 Какие свойства асбестов определяют их промышленную ценность?
• 18 Назовите крупнейшие Российские месторождения хризотил-асбеста.
• 19 На каких свойствах слюд основано их применение в электротехнике и электронике?
• 20 Какими отличительными свойствами обладает вермикулит?.
• 21 Какие страны обладают наибольшими ресурсами мусковита?
• 22 Назовите основные геолого-промышленные типы месторождений талька и пирофиллита.
• 23 Какими особенностями кристаллической структуры цеолиты отличаются от остальных силикатов?
• 24 Для каких целей используются цеолиты в области охраны окружающей среды?
• 25 Какие природные образования относятся к минеральным солям?
• 26 Какие страны являются крупнейшими производителями калийных солей?
• 27 Назовите основные виды фосфатного сырья.
• 28 Назовите основные генетические типы месторождений фосфоритов.
• 29 Назовите природные и технологические источники получения серы.
• 30 Какие факторы необходимы для образования стратиформных месторождений серы
• 31 Какие основные области применения соединений бора?
• 32 Назовите главнейшие геолого-промышленные типы месторождений бора.
• 33 Как влияет состав песков на области их применения?
• 34 В каких регионах России сосредоточены основные месторождения песков?
• 35 На каких свойствах глин основано их промышленное применение?
• 36 В каких глинах потребности России не удовлетворяются собственными ресурсами?
• 37 Какие горные породы являются карбонатным сырьём?
• 38 .Какое минеральное сырьё является основой цементной промышленности?
• 39 Какие основные свойства гипса определяют его промышленное использование?
• 40 Назовите генетические типы промышленных месторождений гипса.
• 41 Какие свойства природных строительных камней являются наиболее важными?
• 42 Какие горные породы используются в качестве облицовочных камней?

источник