1. Полезные ископаемые и их распространение.

Полезные ископаемые - природные минеральные образования земной коры неорганического и органического происхождения, которые могут быть эффективно использованы в сфере материального производства. По физическому состоянию полезные ископаемые делятся на твёрдые (угли ископаемые, горючие сланцы, торф, рудные и нерудные полезные ископаемые), жидкие (нефть, минеральные воды) и газообразные (газы природные горючие и инертные газы).

Полезные ископаемые находятся в земной коре в виде скоплений различного характера (жил, штоков, пластов, гнёзд, россыпей и пр.). Скопления полезных ископаемых образуют месторождения, а при больших площадях распространения — районы, провинции и бассейны.

Область науки и технологии, посвящённая добыче полезных ископаемых, именуется горным делом.

Виды полезных ископаемых:

По назначению выделяют следующие виды полезных ископаемых:

• Горючие полезные ископаемые (нефть, природный газ, горючие сланцы, торф, уголь)

• Нерудные полезные ископаемые — строительные материалы (известняк, песок, глина и др.), строительные камни (гранит) и пр.

• Руды (руды чёрных, цветных и благородных металлов)

• Камнесамоцветное сырьё (яшма, родонит, агат, оникс, халцедон, чароит, нефрит и др.) и драгоценные камни (алмаз, изумруд, рубин, сапфир).

• Гидроминеральные (подземные минеральные и пресные воды)

• Горнохимическое сырьё (апатит, фосфаты, минеральные соли, барит, бораты и др.)

Признаки полезных ископаемых

Отдельными примерами поисковых признаков полезных ископаемых, без разделения на прямые и косвенные, являются:

• Минералы — спутники рудных месторождений (для алмаза — пироп, для рудного золота — кварц и пирит, для платины нижнетагильского типа — хромистый железняк и пр.)

• Их присутствие в перенесенных обломках, валунах и т. п., попадающихся на склонах, в ложбинах, руслах водотоков и пр.

• Прямое наличие в горных обнажениях, выработках, керне

• Повышенное содержание их элементов-индикаторов в минеральных источниках

• Повышенное содержание их элементов-индикаторов в растительности

При разведке найденного месторождения, закладывают шурфы, проходят канавы, разрезы, бурят скважины и др.

Минеральные ресурсы

Минеральными ресурсами называются полезные , ископаемые, извлеченные из недр. В свою очередь, под полезными ископаемыми понимают природные минеральные вещества земной коры, которые при определенном уровне развития техники могут быть с положительным экономическим эффектом извлечены и использованы в народном хозяйстве в естественном виде или после предварительной переработки. Масштабы использования минеральных ресурсов постоянно растут. В то время, как в средние века из земной коры извлекалось лишь 18 химических элементов, то в настоящее время это число возросло до более, чем 80. С 1950 г. добыча полезных ископаемых увеличилась в 3 раза. Ежегодно из недр Земли извлекается более 100 млрд. т. различного минерального сырья и топлива. Современное хозяйство использует около 200 видов минерального сырья. При использовании минеральных ресурсов необходимо учитывать, что почти все они относятся к категории невозобновимых. Кроме того, запасы отдельных их видов далеко не одинаковы. Например, общегеологические запасы угля в мире оцениваются в 14,8 трлн. т, а нефти — в 400 млрд. т. Однако, необходимо принимать во внимание и постоянно растущие потребности человечества.

Виды минеральных ресурсов

Единой общепринятой классификации нет. Однако, часто используют следующее разделение: топливные (горючие), металлические (рудные) и неметаллические (нерудные) полезные ископаемые. На базе этой классификации построена карта минеральных ресурсов в учебном атласе. Распространение полезных ископаемых в земной коре подчиняется геологическим закономерностям.

Топливные (горючие) полезные ископаемые заключены прежде всего в угольных (всего их 3,6 тыс. и они занимают 15% суши) и нефтегазоносных (разведано их более 600, разрабатывается 450) бассейнах, которые имеют осадочное происхождение, сопутствуют чехлу древних платформ и их внутренним и краевым прогибам. Основная часть мировых угольных ресурсов приходится на Азию, Северную Америку и Европу и залегает в 10 крупнейших угольных бассейнах, находящихся на территории России, США, ФРГ. Основные нефтегазоносные ресурсы сосредоточены в Азии, Северной Америке, Африке. К числу наиболее богатых бассейнов относятся бассейны Персидского залива, Мексиканского залива, Западносибирский. Иногда эту фуппу называют «топливно-энергетической» и тогда, помимо угля, нефти и газа в нее включают уран, являющийся топливом для атомных электростанций. В противном же случае урановые руды включают в следующую группу.

Рудные (металлические) полезные ископаемые обычно сопутствуют фундаментам и выступам (щитам) древних платформ, а также складчатым областям. В таких областях они нередко образуют огромные по протяженности рудные (металлогенические) пояса, например, Альпийско-Гималайский, Тихоокеанский. Страны, расположенные в пределах таких поясов, обычно имеют благоприятные предпосылки для развития горнодобывающей промышленности. В пределах этой группы выделяются черные, легирующие и тугоплавкие металлы (руды железа, марганца, хрома, никеля, кобальта, вольфрама и др.), цветные металлы (руды алюминия, меди, свинца, цинка, ртути и др.), благородные металлы (золото, серебро, платиноиды). Большие запасы железорудного сырья сосредоточены в США, КНР. Индии, России. В последнее время к ним добавились некоторые страны Азии (Индия), Африки (Либерия, Гвинея, Алжир), Латинской Америки (Бразилия). Крупные запасы алюминиевого сырья (бокситов) имеются во Франции, Италии, Индии, Суринаме, США, государствах Западной Африки, странах Карибского бассейна, России. Медные руды сосредоточены в Замбии, Заире, Чили, США, Канаде, а свинцово-цинковые — в США, Канаде, Австралии.

Кроме этого, практически повсеместное распространение имеют нерудные полезные ископаемые. В пределах этой группы выделяют химическое и агрономическое сырье (калийные соли, фосфориты, апатиты и др.), техническое сырье (алмазы, асбест, графит и др.), флюсы и огнеупоры, цементное сырье и др.

Для хозяйственного освоения наиболее выгодны территориальные сочетания полезных ископаемых. Научная концепция таких сочетаний, разработанная учеными-географами, имеет большое практическое значение, особенно при формировании крупных территориально-производственных комплексов. В настоящее время поиски полезных ископаемых ведутся двумя путями. В случае, если есть плохо исследованная территории, то расширяется площадь изучения и за счет этого идет прирост разведанных полезных ископаемых. Этот способ преобладает в азиатской части России, Канаде, Австралии, Бразилии. Во втором случае идет изу-чение более глубоких месторождений. Это связано с давней освоенностью территории и сильной выработкой месторождений, находящихся близко к поверхности. Такой путь характерен для стран Зарубежной Европы, для европейской части России, для Украины, США. Многие ученые мира говорят о движении общества к системе оборотного использования ресурсов, когда в экономике главным сырьем станут отходы. На современном этапе многие развитые страны используют глубокую утилизацию промышленных и бытовых отходов. В первую очередь, это государства Западной Европы, США и, особенно, Япония.

2. Распределение и запасы минерального сырья:

Запасы полезных ископаемых (минеральные ресурсы) — количество минерального сырья и органических полезных ископаемых в недрах Земли, на её поверхности, на дне водоёмов и в объёме поверхностных и подземных вод.

Запасы полезных ископаемых в недрах измеряются в м³ (строительные материалы, горючие газы и др.), в тоннах (нефть, уголь, руды), в килограммах (благородные металлы) или в каратах (алмазы). Величины запасов полезных ископаемых обладают различной достоверностью их подсчёта, зависящей от сложности геологического строения месторождений и детальности их геологической разведки.

а) минерально-сырьевые ресурсы мира;

В настоящее время ежегодно из недр извлекается 1100 млн т железной руды, 10 млн т меди, 18 тыс. т серебра, 2500 т золота. В связи с этим геологическая служба обязана не только восполнить запасы отработанного сырья, но и обеспечить необходимый резерв. Сложность такой задачи связана с тем, что наиболее выгодные для разработки крупные и уникальные месторождения в значительной степени уже открыты, наша планета с поверхности хорошо исследована и поиск новых месторождений на больших глубинах с каждым годом становится все более дорогостоящим.

В 1997 году расходы на поисково-разведочные работы твердых полезных ископаемых достигли 5,1 млрд долл. Затраты на восполнение запасов углеводородного сырья, осуществленные только десятью ведущими нефтедобывающими компаниями мира за 1997 - 1998 годы, составили 298 млрд долл. Темпы отработки большинства видов минерального сырья в настоящее время и на ближайшие 50 лет весьма высоки, поэтому возникает вопрос об их истощении и даже о сырьевом голоде. Подобные негативные заключения делаются на основании интерполяции современной динамики добычи на ближайшую и удаленную перспективу.

Однако опыт развития мировой экономики последних 200 лет, особенно второй половины XX века, показал, что относительно большинства видов сырья речь идет не об истощении запасов, а об их качественном изменении. У многих видов (медь, свинец, цинк, олово, платиноиды, железо) существует зависимость между содержанием полезного компонента и общим объемом рудной массы. Понижение содержания в арифметической прогрессии приводит к возрастанию объемов руды в геометрической прогрессии.

Так что поиски подобных месторождений и их разработку человечество будет вести до тех пор, пока экономически это будет рентабельно, в хозяйственный оборот будут вовлекаться все более значительные массы минерализованных пород с понижающимися концентрациями полезного компонента. Это первый вариант.

Второй вариант предполагает замену одного вида сырья другим. Наиболее типичным примером могут служить горючие полезные ископаемые: нефть, газ, уголь, горючие сланцы. Современная мировая энергетическая инфраструктура базируется главным образом на нефти. В 2000 году ее потребление достигло 4 млрд т в год. В ближайшие 15 - 20 лет предполагается увеличивать эту цифру ежегодно на 2 - 2,5%. Если учесть бурно развивающие страны, такие как Китай, Индия, Бразилия, которые в последнее десятилетие резко увеличили потребности в энергоносителях, интенсивность добычи нефти будет возрастать в еще большей степени. Однако у такого роста имеется естественный предел. Из потенциальных нефтяных ресурсов мира (246,5 млрд т) уже добыто 110 млрд т. Ежегодный прирост запасов не восполняет убыль от отработки. Финал ясен. И современная тенденция в росте цен на нефть продолжится.

Выход один - в течение первой половины XXI века постепенно заменить нефть углем и горючими сланцами, запасов которых достаточно по крайней мере на 250 - 300 лет.

Третий вариант обеспечения мирового сообщества отдельными видами сырья обусловлен возникшими в XX веке экологическими проблемами. Извлечение огромных масс горных пород и руд из недр Земли существенно ухудшает экологическую обстановку. Это относится прежде всего к открытым разработкам - карьерам, в которых добывается большая часть железных, медных и других типов руд. Здесь намечаются два пути. Первый предполагает сокращение масштабов открытых разработок за счет увеличения подземной добычи. Второй путь - частичная замена подобных видов полезных ископаемых искусственными материалами, в частности пластмассами. Для некоторых элементов (U, Hg, Pb), отрицательно влияющих на экологию окружающей среды, ужесточаются меры контроля при отработке содержащих их месторождений. Создаются специальные технологии, ограничивающие попадание данных элементов в окружающие рудные объекты земли и водоемы. В обоих способах решения проблемы охраны окружающей среды при горно-геологических разработках стимуляторами и ограничителями масштабов добычи загрязняющих природу видов полезных ископаемых являются все возрастающие потребности промышленного производства в данных типах сырья и все удорожающиеся мероприятия по комплексной охране окружающей среды. Разумное сочетание этих двух главных тенденций возможно только при установлении мирового регулирующего механизма в развитии минерально-сырьевой базы.

Отметим, что мировая экономика в настоящее время в целом достаточно обеспечена минеральными ресурсами. Эта ситуация сохранится и в ближайшие годы. Однако жить только за счет минеральных ресурсов человечество не может. Следует иметь в виду, что, за редчайшими исключениями, минерально-сырьевой комплекс способен обеспечить не более 5 - 10% ВВП. Все остальное создает созидательная деятельность человека - развитие новейших технологий в промышленности и сельском хозяйстве. Наличие же этих ресурсов - подарок судьбы и хороший трамплин в современное общество. Опыт развитых стран показывает, что они (США, Англия, Япония, Германия, Франция) прежде всего максимально используют собственную минерально-сырьевую базу, а уж затем компенсируют недостающее сырье за счет экспорта. Простой пример: США, имея всего 1,9% мировых запасов нефти и 3,4% газа, ежегодно добывают 325 млн т нефти и 540 млрд куб. м газа. В России сосредоточено 13% мировых запасов нефти и 34% газа, а уровень добычи обоих видов сырья в наших странах почти одинаков.

В настоящее время отсутствуют оптимизированные системы использования и развития минерально-сырьевой базы в рамках мирового сообщества. Существующие модели таких расчетов базируются на национальных приоритетах, методически несовершенны. Сделанные на их основе прогнозы практически не подтверждаются. Все они основаны на данных прошедшего времени и современного состояния и не учитывают особенностей грядущих событий. К середине XXI века недооценка роли геологии в экономике может привести к серьезным проблемам для всего общества.

б) минерально-сырьевые ресурсы России;

 

Извлечённое из недр минеральное сырьё и продукты его переработки обеспечивают 65–70% валютных поступлений России и 30–35% её ВВП (1997– 2000). Минерально-сырьевой потенциал России состоит из прогнозных ресурсов и общих запасов, часть которых относится к рентабельно извлекаемым при разработке месторождений полезных ископаемых.

По запасам минерально-сырьевых ресурсов Россия не имеет аналогов среди других стран мира. Её недра содержат 17–18% общемировых запасов нефти, до 70–75% газа, алмазов, ниобия, тантала, до 50% палладия, св. 40% никеля, до 30% угля, железных руд, редкоземельных элементов, бериллия, более 10% урана. К началу 2000 в России разведано св. 20 тыс. месторождений полезных ископаемых, из них почти 40% введены в промышленное освоение. В России имеются уникальные по запасам и качеству руд месторождения – нефтяные и газовые гиганты Западно-Сибирской, Восточно-Уральской, Тимано-Печорской, Восточно-Сибирской и других провинций, Кузнецкий, Канско-Ачинский, Печорский угольные бассейны, рудные и нерудные залежи Хибин, медно-никелевые с драгоценными металлами руды Норильска, алмазные трубки Якутии. В целом состояние минерально-сырьевой базы способно удовлетворить потребности отечественной промышленности в минеральном сырье. Тем не менее Россия испытывает острый дефицит в таких полезных ископаемых, как марганец, хром, алюминий, титан, а руды чёрных, цветных и редких металлов многих российских месторождений по технологическим качествам сырья и содержанию полезных компонентов уступают зарубежным аналогам.