Горные породы

Министерство  образования и науки РФ

ГАОУ ВПО  «Северо-восточный федеральный университет  им. М.К. Аммосова»

Горный факультет

Кафедра Открытых горных работ

 

 

 

СРС №1по дисциплине «Рациональное использование  и охрана природных ресурсов»  на тему:

Полезные  ископаемые, мировые запасы, запасы РФ и Якутии.

 

 

Выполнил: студент  гр. ОГР-09

Слободчиков Д.Д.

Проверил:  Гоголев  И.Н.

 

 

 

 

 

 

 

Якутск 2013

Полезные  ископаемые

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

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.)

Геологические условия образования и региональные закономерности размещения месторождений. П. и. формировались в течение всей истории развития земной коры, вследствие эндогенных и экзогенных процессов. Вещества, необходимые для образования П. и., поступают в магматических расплавах, жидких и газообразных растворах из верхней мантии, земной коры и поверхности Земли.

Магматогенные (эндогенные) месторождения подразделяются на несколько групп. Так, при внедрении  в земную кору и остывании магматических  расплавов образуются магматические  месторождения. С интрузивами основного  состава связаны руды Cr, Fe, Ti, Ni, Cu, Со, группы платиновых металлов и др.; к щелочным массивам магматических пород приурочены руды Р, Та, Nb, Zr и редких земель. С гранитными пегматитами генетически связаны месторождения слюды, полевых шпатов, драгоценных камней, руд Be, Li, Cs. Nb, Ta, частью Sn, U и редких земель. Карбонатиты, ассоциированные с ультраосновными — щелочными породами, представляют собой важный тип месторождений, в которых накапливаются руды Fe, Cu, Nb, Ta, редких земель, а также апатита и слюд. В контактово-метасоматических месторождениях, особенно в скарнах, находятся руды Fe, Cu, Со, Pb, Zn, W, Mo, Sn, Be, U, Au, скопления горного хрусталя, графита, бора и др. П. и. Большое количество П. и. концентрируется в пневматолитовых месторождениях и гидротермальных месторождениях. Среди них главное значение имеют месторождения руд Cu, Ni, Со, Zn, Pb, Bi, Mo, W, Sn, Li, Be, Ta, Nb, As, Sb, Hg, Cd, In, S, Se, Au, Ag, U, Ra, а также кварца, барита, флюорита, асбеста и др.

Седиментогенные месторождения, возникающие при  экзогенных процессах, подразделяются на осадочные, россыпные и выветривания. Осадочные месторождения формируются на дне морей, озёр, рек и болот, образуя пластовые залежи во вмещающих их осадочных горных породах. Россыпи, содержащие ценные минералы (золото, платину, алмазы и др.), накапливаются в прибрежных отложениях океанов и морей, а также в речных и озёрных отложениях, на склонах долин. Месторождения выветривания связаны с древней и современной корой выветривания, для которой характерны инфильтрационные месторождения руд урана, меди, самородной серы и остаточные месторождения никеля, железа, марганца, бокситов, магнезита, каолина.

В обстановке высоких  давлений и температур, которые господствуют в глубоких недрах, преобразуются  ранее существовавшие месторождения  с возникновением метаморфогенных залежей (например, железной руды Криворожского бассейна и Курской магнитной аномалии, золотые и урановые руды Южной Африки) либо образуются вновь в процессе метаморфизма горных пород (месторождения мрамора, андалузита, кианита, графита и др.)

Исследование  связей между месторождениями П. и., гл. чертами геологического строения и геологической истории данной территории, а также её геохимическими, гидрогеологическими и геоморфологическими  особенностями служит научной основой  для поисков и разведки П. и. и позволяет выявлять закономерности размещения их месторождений (см. Геологическая съёмка, Карты полезных ископаемых. Поиски геологические, Прогнозные карты, Разведка месторождений полезных ископаемых).

Крупные, географически  и геологически обособленные территории, с приуроченными к ним определёнными группами месторождений, называют провинциями П. и. Закономерности размещения П. и. в пределах провинций зависят от принадлежности региона к геосинклиналям, платформам и зонам тектоно-магматической активизации, от их геологического возраста, эпохи формирования П. и., полноты проявления стадий геологического развития данного участка земной коры, характера распространённых в пределах провинции тех или иных формаций горных пород, глубины эрозионного среза и др.

Рудные провинции  выделяются по принципу оконтуривания  площадей развития месторождений определённой эпохи. Они подразделяются на рудные области, а последние — на рудные районы с развитыми в их границах месторождениями определённых рудных формаций. На территории рудных районов обособляются рудные поля с совокупностью месторождений, объединяемых общностью происхождения и геологической структуры. Рудные поля состоят из рудных месторождений, охватывающих одно или несколько сближенных рудных тел, пригодных для разработки одним рудником.

В соответствии с характером формаций горных пород  и ассоциированных с ними руд  различают типы провинций. Например, фемические, или уральского типа, с  преобладающим развитием формаций базальтоидной магмы и свойственными  им месторождениями руд Fe, Ti, V, Cr, платиноидов, Cu. Им противопоставляются сиалические, или верхоянского типа, провинции с преобладанием формаций гранитоидной магмы и связанными с ними месторождениями руд Sn, W, Be, Li.

Иногда провинции  выделяют по сочетанию специфических для них месторождений П. и. и их географическому положению [например, оловянная провинция Дальнего Востока, Украинская графитоносная провинция, Тунгусская графитоносная провинция, золотоносная провинция Колымы, свинцово-цинковая провинция долины Миссисипи в США (см. Миссисипской долины свинцово-цинковые месторождения), Средиземноморская бокситовая провинция и др.].

Важнейшие рудные провинции отвечают основным этапам геологического развития Земли и  металлогеническим эпохам: альпийской (внутренняя часть Тихоокеанского геосинклинального пояса, Средиземноморский геосинклинальный пояс), киммерийской (внешняя часть Тихоокеанского геосинклинального пояса), герцинской (Урало-Монгольский складчатый геосинклинальный пояс), каледонской (например, Норвегия, Западный Саян), рифейской (южная окраинная часть Сибирской платформы), протерозойской (Восточно-Европейская и Сибирская платформы). См. также Бассейн полезного ископаемого и Металлогения.

В пределах угленосных провинций различают угольные бассейны, районы и месторождения. В нефтегазоносных провинциях (или бассейнах) выделяют области, районы, зоны нефтегазонакопления и нефтяные, газовые или нефтегазовые месторождения (см. Нефть).

Учение о  П. и. Первые представления об условиях образования П. и. появились ещё до н. э. Греческий философ Фалес (7 в. до н. э.) выдвинул гипотезу о том, что первоисточником всего живого и мёртвого является вода (см. Нептунизм). Век спустя Гераклит и несколько позже Зенон утверждали, что П. и. образовались под воздействием огня (см. Плутонизм). В средние века Г. Агрикола исследовал условия образования П. и. и впервые классифицировал месторождения по форме залегания. М. В. Ломоносов положил начало изучению генезиса П. и. в развитии. Этому были посвящены также работы плутониста Дж. Геттона и нептуниста А. Вернера. Из русских геологов значительный вклад в геологию П. и. внесли Д. И. Соколов, Г. Е. Шуровский, К. И. Богданович, В. А. Обручев и др.

В советское  время дифференциация исследований П. и. по генезису привела к созданию крупных научных направлений: рудообразование (А. Г. Бетехтин, Ю. А. Билибин, А. Н. Заварицкий, Д. С. Коржинский, В. М. Крейтер, В. А. Николаев, В. И. Смирнов, С. С. Смирнов, А. Е. Ферсман и др.), твёрдые горючие ископаемые (А. А. Гапеев, И. И. Горский, Ю. А. Жемчужников, А. К. Матвеев, П. И. Степанов), геология нефти (Н. Б. Вассоевич, И. М. Губкин, С. И. Миронов, М. Ф. Мирчинк и др.), геология нерудных П. и. (П. М. Татаринов и др.).

За рубежом к концу 19 — началу 20 вв. в теории формирования месторождений П. и. сложилось несколько научных школ: американская (В. Линдгрен) — анализ геологических структур, контролирующих процесс формирования и локализацию скоплений П. и., моделирование природных физико-химических условий их формирования; немецкая (Г. Шнейдерхен) — изучение минерального вещества месторождений; французская (Л. де Лоне, Л. Эли де Бомон) — региональный анализ металлоносности; японская (Т. Като, Т. Вэтанаба) — исследование вулканогенного рудообразования. В учение о геологии угля внесли вклад В. Готан, Г. Потонье, Р. Тиссен и др.; нефти и природных газов — В. Гассоу, Х. Хёфер, Дж. Уайт и др.

Современное состояние учения о П. и. позволяет прогнозировать нахождение определённых типов П. и. на конкретной территории. Теория формирования П. и. требует дальнейших исследований (уточнения источников вещества, дающего начало П. и., форм их миграции, геологических и физико-химических параметров концентрации, а также глубины распространения П. и.).

Минеральные ресурсы. Совокупность П. и., заключённых в недрах (государства, континента или всего мира), составляет понятие минеральные ресурсы, которые являются основой для развития важнейших отраслей промышленного производства (энергетика, чёрная и цветная металлургия, химическая промышленность, строительство).

В зависимости от области  промышленного применения среди  минеральных ресурсов выделяют главнейшие группы: а) топливно-энергетическую (нефть, природный газ, ископаемый уголь, горючие  сланцы, торф, урановые руды); б) рудные, являющиеся сырьевой основой для  чёрной и цветной металлургии (железная и марганцевая руды, хромиты, бокситы, медные, свинцово-цинковые, никелевые, вольфрамовые, молибденовые, оловянные, сурьмяные руды, руды благородных металлов и др.); в) горно-химическое сырьё (фосфориты, апатиты, поваренная, калийные и магнезиальные соли, сера и её соединения, барит, борные руды, бром и йодсодержащие растворы); г) природные строительные материалы и большая группа нерудных П. и., а также поделочные, технические и драгоценные камни (мрамор, гранит, яшма, агат, горный хрусталь, гранат, корунд, алмаз и др.); д) гидроминеральные (подземные пресные и минерализованные воды).

Подобная группировка  минеральных ресурсов условна, т.к. области промышленного применения одних и тех же П. и. могут быть различными (например, нефть и газ — не только экономичные виды топлива, но и важнейшее технологическое сырьё для химической промышленности).

Минеральные ресурсы имеют  количественную оценку, выражаемую запасами полезных ископаемых, выявленных и  разведанных; при этом величина разведанных запасов минерального сырья изменяется в зависимости от размеров добычи П. и., степени разведанности (прироста разведанных запасов), а также от развития геологических знаний о строении земной коры и возможных концентрациях П. и. в различных её частях. Данные о суммарных достоверных и вероятных запасах важнейших видов минерального сырья и о размерах его добычи по континентам (запасы на начало 1973, добыча за 1972) приведены в табл. 1; в табл. 2 — ресурсы важнейших видов минерального сырья капиталистических и развивающихся стран (по данным "Минеральные ресурсы промышленно развитых капиталистических и развивающихся стран", М., 1974).

Наиболее значительные запасы марганцевых РУД разведаны в  Габоне, Бразилии, ЮАР, Индии и Австралийском  Союзе; хромитов в ЮАР, Южной Родезии, Турции и на Филиппинах; кобальтовых руд в Заире, Замбии, Канаде и Н. Каледонии; вольфрамовых руд в Южной Корее, Австрал. Союзе, Боливии, Португалии, США, Бразилии; молибденовых руд в США, Канаде, Чили и Перу; ртутных руд в Испании, Италии, Турции и Мексике; сурьмяных руд в Боливии, ЮАР, Турции, Таиланде и Мексике; асбеста в Канаде и Южной Родезии; калийных солей в Канаде, ФРГ, США и Франции; фосфоритов в США, Марокко, Алжире, Тунисе, Перу и Австралийском Союзе; самородной серы в Ираке, Мексике, США, Иордании, Японии и Италии.

О ресурсах руд благородных  металлов и алмазов можно судить по данным о размерах их добычи, которая  за 1972 составила: золота (в т) — в  ЮАР свыше 910, Канаде 65, в США 44, Гане 23, в Австрал. Союзе 23; серебра (производство, в т) — в Канаде около 1500, в Перу 1250, Мексике и США по 1160, в Австралийском Союзе 700; платиновых металлов (в т) — в ЮАР около 42, Канаде 12,4; алмазов (в млн. карат) — в Заире 13,4, ЮАР 7,4, Гане 2,6, Ботсване — 2,4, Анголе — 2,2, Сьерра-Леоне — 1,8, Намибии — 1,6.

Многие промышленно развитые государства (Япония, Великобритания, ФРГ, Франция и др.) не располагают  достаточным количеством минеральных  ресурсов; даже США, богатые многими  видами минерального сырья, зависят  от ввоза никеля, марганца, бокситов, олова, вольфрама, слюды, алмазов и др.

Крупными минеральными ресурсами  располагают социалистические страны, особенно Россия.

Россия занимает первое место в мире по разведанным запасам и добыче угля, железных и марганцевых руд, калийных солей, первое место по запасам и второе по добыче природного газа и асбеста, второе место по добыче нефти, ведущее место по запасам, добыче и производству многих цветных металлов, фосфатных удобрений, хромита и др. П. и. В СССР сосредоточено около 50% мировых прогнозных угольных ресурсов: геологические запасы каменного угля, подсчитанные до глубины 1800 м и бурого угля до 600 м, оцениваются в 6800 млрд. т, из которых свыше 260 млрд. т разведаны по категориям А, В и C1. Значительны сырьевые ресурсы нефти и природного газа. Прогнозные геологические запасы природного газа превышают 120 трлн. м3(около 30% мировых), в том числе разведанные составляют около 23 трлн. м3, из которых свыше 60% сосредоточено в крупнейших месторождениях Тюменской обл. Разведанные запасы железных руд составляют около 40% мировых ресурсов и марганцевых руд — свыше 75% мировых запасов. Общие балансовые запасы железных руд в СССР превышают 100 млрд. т, в том числе разведанные — 60 млрд. т. Выявлены крупные ресурсы калийных солей, фосфатных руд, алюминиевого сырья, меди, никеля, свинца, цинка, вольфрама, молибдена, олова, сурьмы, редких и благородных металлов, асбеста, графита, слюды, флюорита, магнезита, серы, каменной соли, борных руд, разнообразных каменных строительных материалов и многое др. СССР стал крупным экспортёром минерального сырья и его продуктов, в первую очередь в другие социалистические страны.