Полезные ископаемые

План:

1 Признаки полезных ископаемых
2 Классификация
3 Генезис
4 Добыча полезных ископаемых
- 4.1 Способы добычи

Введение

Полезные коплины - минеральные образования земной коры, химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно использовать их в сфере материального производства.

По В.С.Билецьким и В.О.Смирновим полезных ископаемых называют природные минеральные вещества, которые при современном уровне развития техники могут с достаточной эффективностью использоваться в хозяйстве непосредственно или после предварительной обработки.

Полезные ископаемые находятся в земной коре в виде скоплений различного характера ( жил, штоков, пластов, гнезд, россыпей и др.)..

Скопление полезных ископаемых образуют месторождения, а при больших площадях распространения - районы, провинции и бассейны. Различают твердые, жидкие и газообразные полезные ископаемые.

Добычей полезных ископаемых занимается горное дело.

1. Признаки полезных ископаемых

Спутники рудных месторождений (для золота кварц, для платины хромистый железняк и ин.)
Обломки, валуны и т. п., попадающиеся в котловинах рек и др..
Выходы пород на земную поверхность
Минеральные источники
Растительность

При исследованиях делают предварительные разведки, закладывают шурфы (колодцы), проводят канавы, разрезы, делают буровые скважины и др..

2. Классификация

По условиям образования различают полезные ископаемые эндогенные, экзогенные и метаморфогенные. Кроме того, по условиям образования различают полезные ископаемые органического и неорганического происхождения.

По физическому состоянию являются твердые, жидкие и газообразные полезные ископаемые.

По условиям залегания - пластовые, жильные и др..

По промышленным использованием выделяют следующие группы полезных ископаемых: металлические (рудные), неметаллические (нерудные), горючие (топливные) и гидроминеральные.

По значению полезные ископаемые делятся на общегосударственного и местного значения. В Украине отнесения полезных ископаемых к общегосударственного и местного значения осуществляется Кабинетом Министров Украины по представлению Государственного комитета Украины по геологии и использованию недр.

Эндогенные полезные ископаемые - вещества, образовавшиеся в недрах земли в результате кристаллизации, затвердевания магмы и деятельности магматических растворов. К ним относятся:

магматические - минеральные ассоциации, образовавшиеся в результате кристаллизации и (или) затвердевания магмы как на глубине, внутри земной коры, так и на поверхности после извержения; в зависимости от этого выделяют два главных класса магматических полезных ископаемых - интрузивные (глубинные) и эффузивные (выливных )
пегматитовых - крупнокристаллический минеральные комплексы, образовавшиеся в результате кристаллизации остаточного магматического расплава и залегают в виде линз, жил, штоков и гнезд;
карбонатитов - карбонатные или силикатно-карбонатные горные породы; представлены жилами и массами неправильной формы с кальцита, доломита и других карбонатов, содержащих рудные минералы, пространственно и генетически ассоциированные с глубинными (интрузивными) образованиями;
гидротермальные - вещества, которые образуются из горячих водных (гидротермальных) растворов, циркулирующих в недрах земли.

Экзогенные полезные ископаемые - вещества, которые образовались на поверхности земли или в верхней части земной коры под влиянием процессов выветривания - физического, химического, биогенного разрушения, например, при воздействии потоков воды и живых организмов.

Экзогенные полезные ископаемые образуются, в частности, на дне болот, озер, рек, морей и океанов. Они формируются в результате механического и биохимического преобразования и дифференциации минеральных веществ эндогенного происхождения. Различают четыре генетические группы этих ископаемых: остаточные, инфильтрационные, россыпные и осадочные.

Остаточные формируются в результате вынесения растворимых минеральных соединений из зоны выветривания и накопления труднорастворимого минерального остатка, образующий руды железа, никеля, марганца, алюминия.
Инфильтрационные возникают при осаждении из подземных вод поверхностного происхождения растворенных в них минеральных веществ с образованием залежей руд урана, меди, серебра, золота, самородной серы.
Россыпные образуются при накоплении в рыхлых отложениях на дне рек и морского побережья тяжелых ценных минералов, к числу которых относятся золото, платина, минералы титана, вольфрама, олова.
Осадочные образуются в процессе осадонакопичення на дне морей и континентальных водоемов, формирует залежи угля, горючих сланцев, нефти, горючего газа, солей, фосфоритов, руд железа, марганца, бокситов, урана, меди, а также строительных материалов (щебень, песок, глина , известняк, цементное сырье).

Метаморфогенные полезные ископаемые - экзогенные и (или) эндогенные полезные ископаемые, структура и текстура которых существенно изменена под действием температуры, давления, глубинных растворов и других факторов в недрах земли. Метаморфизм обычно происходит при изменении температуры в диапазоне 300-1100 С и давлении в диапазоне 1-6000 атм. Изменения включают перекристаллизацию, минералогические и химические превращения горных пород.

К полезных ископаемых органического происхождения относятся вещества всех трех агрегатных состояний: газообразные (природный газ), жидкие (нефть) и твердые (уголь, сланцы, торф). К неорганическим относятся твердые ископаемые трех видов: нерудного минерального сырья, содержащего неметаллические породы (асбест, графит, гранит, гипс, известняк, каменная соль, кварц, мрамор, сера, слюда и др.); агрономические руды (апатиты, фосфориты) руды черных, цветных, благородных и редких металлов.

Руды разделяются на металлические и неметаллические. В металлических относятся руды, которая является сырьем для получения черных, цветных, редких, драгоценных и других металлов (железные, медные, урановые и другие). К неметаллических относятся руды, которая является сырьем для химической, пищевой и другой промышленности (асбестовые, графитовые, фосфоритовые т.д.).

Нерудные полезные ископаемые - те, которые не содержат металлов и является сырьем для производства строительных материалов (глина, песок, гравий, известняк и др.)..

Ископаемое представлены углем, торфом, горючими сланцами, нефтью, природным газом, кристаллогидраты. Полезные ископаемые состоят из минералов - природных химических соединений или самородных элементов, примерно однородных по химическому составу и физическим свойствам. В широком смысле к минералам относят газообразные вещества (природный газ), жидкости (нефть, ртуть, минеральную воду) и твердые минералы. Количественно преобладают твердые минералы. В природе минералы распространены в виде кристаллов или зерен, из которых состоят моно-или полиминеральные агрегаты. Насчитывается от 2000 до 3000 основных разновидностей минералов (Фрей К.), всего - до 14000 (за Лазаренко Е.К. и Виноделам О.М.). В земной коре распространенные минералы класса силикатов и класса оксидов и гидроксидов.

Украина, которая занимает 0,4% земной суши, где проживает только 0,8% населения планеты, имеет в своих недрах 5% минерального потенциала мира.

3. Генезис

Генезис (условия образования полезных ископаемых) определяют строение полезных ископаемых, характер кристаллизации, изоморфизм, скорость и степень окисления и электронные свойства минералов. Например сульфидные руды, которые образуются в результате кристаллизации расплавленных магм или осаждения сульфидных минералов из горячих водных растворов, отличаются плотностью, крупнокристаллической строением и не имеют пор. Окисленные же руды, образовавшиеся в процессе окисления и выщелачивания сульфидных руд, характеризуются обычно мелкокристаллический строением и большим количеством пор заполненных охристо-глинистым материалом. При измельчении окисленных руд охристо-глинистый материал образует большое количество первичных шламов, которые вредно влияют на флотацию.

Генезисом определяется содержание изоморфной примеси в минералах. Широкая изменение содержания изоморфного железа в сфалерит и пентландит, молибдена в шеелита, марганца в вольфрамита существенно влияет на необходимые условия активации и депрессии изоморфных разновидностей минералов. Изоморфизм является основной причиной наличия в рудах легко-и трудно флотованих разновидностей одного и того же минерала.

От генезиса зависит соотношение концентраций электронов и дырок и характер изменения уровня Ферми в полупроводниковых минералах. Изменение концентрации электронов в поверхностном слое не требует изменения установленных ранее соотношений концентраций реагентов, но может значительно повлиять на максимально возможное извлечение минералов в концентрат. Повысить извлечение минерала при высокой концентрации электронов можно, например, применением реагента-окислителя, а при высокой концентрации дырок - реагента-восстановителя, которые по-нижують их концентрацию в поверхностном слое до оптимальных значений.

Вторичным изменениям могут быть подвергнуты как рудные минералы, так и минералы вмещающих пород. Важнейшие изменения минералов пустой породы связаны с окременинням, каолинизациею, хлоритизациею и серицитизациею их поверхности. Каолинизация и серицитизация, например, являются основными процессами изменения полевых шпатов, тогда как для зализомагнезиальних минералов наиболее характерна хлоритизация. В процессе вторичных изменений происходит унификация поверхностных свойств различных породных минералов при росте их общего степени гидрофобности.

4. Добыча полезных ископаемых

Использование человеком минерального сырья началось в палеолите (см. горное дело). На протяжении всей истории развития общества к.к. были важнейшим сырьем, потребность в которой резко увеличилось в период становления и совершенствования промышленности и рост объемов пром. производства. Мировая экономика ХХ века. базируется на использовании огромных количеств различных к.к. - Ежегодно в последние десятилетия ХХ в. из недр 3. изымалось ок. 20-25 млрд. т минерального сырья и десятки млрд. т пустой породы. Самым резервом минеральных богатств являются недра Мирового ок., Прежде морских и океанич. шельфов. Большие перспективы увеличения ресурсов рудного сырья в обозримом будущем связываются с железо-марганцевыми конкрециями, залегающих на дне Тихого, Индийского и Атлантич. ок. Наряду с железом и марганцем конкреции содержат медь, никель, кобальт и др.. ценные элементы. В ост. десятилетия ХХ в. ок. 1/3 мирового потребления каменной соли, 1/5 часть потребления магния, значительное количество брома полученные из морской воды. Все большее внимание привлекают минеральные рассолы и минерализованные воды лагун, озер, мор. заливов, рифтовых зон, которые являются не только поставщиками брома, йода, каменной соли, мирабилита, но могут стать также источником лития, рубидия, цезия, бора, стронция и др..

Большим резервом ближайшего будущего является синтез минерального сырья. В ряде стран в крупных пром. масштабах производятся синтетические алмазы, синтезируются пьезокварц, рубин, ведутся эксперименты по получению синтетической слюды, кристаллов оптич. кварца и др..

4.1. Способы добычи

См.. также

Последствия добычи

Наибольшая опасность подстерегает на экосистемы в гидротермальных карстовых пещерах. Источники горячей минеральной воды богаты такие рудные полезные ископаемые, как медь, кадмий, никель или платину. Во время экспериментальных промышленных проектов предприятия и ученые исследуют возможности и методы добычи полезных ископаемых из морских глубин в будущем. По прогнозам участников проекта "Census", в сочетании с изменениями климата эти меры могут иметь негативные последствия: "Мы получили результаты этих исследований весьма своевременно, учитывая рост интереса к использованию ресурсов морских глубин". Существуют попытки минимизировать экологическое воздействие такой деятельности. Однако проблема заключается в том, что сейчас у нас недостаточно сведений о разнообразии видов в экосистемах морских глубин, чтобы реально оценить возможные последствия.

Литература

Белецкий В.С., Смирнов В.А. Технология обогащения полезных ископаемых. - Донецк: Восточный издательский дом, 2003. - 272 с.
Малая горная энциклопедия. В 3-х т. / Под ред. С. Белецкого. - М.: "Донбасс", 2004. - ISBN 966-7804-14-3.