Алмаз полезное ископаемое для 3 класса
Алмаз (от греч. непобедимый, несокрушимый) кристаллизуется в кубической сингонии и слагается углеродом с примесью кремния, бора, железа, титана и др. Содержание золы 0,18—5%. Близок по физическим свойствам к алмазу и гексагональный лонсдэлеит, имеющий аналогичный состав и структуру типа вюрцита. Лонсдэлеит обнаружен в метеоритах каньона Диаболо и Гулапара (США) и в импактитах Сибирской платформы.
Алмазы разделяются на ювелирные и технические. К техническим алмазам относятся борт, его мелкозернистая разновидность — конго и магнитная разновидность — стевартит, карбонадо и баллас. Борт — неправильные кристаллы, сростки, индивиды неправильной формы, некрасивого цвета, трещиноватые; баллас — дробе- или градообразный борт с более твердой, чем центральные части оболочкой. Карбонадо — черные серые совершенно непрозрачные тонкозернистые или плотные образования.
Алмаз наблюдается в кристаллах октаэдрического, ромбододекаэдрического и реже кубического габитусов. Правильные, хорошо образованные кристаллы очень редки. Среди алмазов широко распространены кривогранные кристаллы, плоскогранные и плоскореберные алмазы с характерной скульптурой на гранях.
Алмазы могут быть прозрачными, просвечивающими и непрозрачными. По окраске их можно разделить на бесцветные, бурые, серые, черные. Отмечаются алмазы различных оттенков — желтоватого, зеленоватого, голубоватого, розоватого, фиолетового. Возможно изменение окраски под влиянием облучения источниками с различной длиной волн. Показатель преломления высокий, порядка 2,4; блеск алмазный; дисперсия света сильная. Плотность алмаза 3,56 г/см3.
Алмаз характеризуется совершенной спайностью по октаэдру и несовершенной по ромбододекаэдру. Твердость у алмаза наивысшая из всех природных веществ; она зависит от кристаллографического направления и наибольшая на гранях октаэдра. Балласы и карбонадо имеют наиболее высокую твердость. Алмаз обладает высоким модулем упругости и низким коэффициентом трения, в связи с чем он исключительно стоек на истирание. Алмаз обычно немагнитен, при трении заряжается положительно, является диэлектриком. Однако встречаются некоторые алмазы голубого или синего цвета, являющиеся полупроводниками с проводимостью р-типа. Для подавляющего большинства алмазов характерно свечение под воздействием ультрафиолетового, катодного и рентгеновского излучения. Поверхность алмазов не смачивается водой (гидрофобна), в связи с чем они хорошо прилипают к жировым поверхностям, что нередко используется при обогащении алмазных руд.
В алмазах часто встречаются включения — газообразные, жидкие, твердые. Последние представлены графитом, магнетитом, рутилом, ильменитом, оливином, кварцем. Наиболее часто наблюдаются включения графита. Алмаз химически стоек, не подвергается действию кислот; он сгорает в расплавленной селитре и соде, а при температуре 850—1100 °С — в воздухе, при 720—880 °С — в струе чистого кислорода; при нагревании без доступа воздуха превращается в графит.
Разработано много способов синтеза алмазов. Наиболее близок к природным условиям метод получения алмаза из графита при высоких температурах и давлениях. По составу искусственные алмазы не отличаются от природных, кристаллизуются в формах, наблюдаемых в природе, и соответствуют им по другим свойствам. Размеры первых полученных алмазов не превышали долей миллиметра, сейчас достигают 5 мм.
Алмазы по величине, степени прозрачности, окраске, наличию или отсутствию включений и другим признакам делят на сотни сортов. Для каждого месторождения существует своя сертификация. На мировом рынке действует Генеральная классификация алмазов, которая принята крупнейшими фирмами. Разработаны технические условия на натуральные алмазы, в соответствии с которыми алмазы делятся на семь категорий и 23 группы.
К ювелирным алмазам относят кристаллы высокого качества, без дефектов, красивой и равномерной окраски, размером не менее 1/20 карата (карат равен 0,2 г). Алмаз лучшего качества должен быть совершенно прозрачным, без оттенков и мутных участков (алмаз чистейшей воды). Цветовые оттенки, особенно желтого цвета, снижают ценность камня. Экземпляры с красивой и редкой окраской ценятся особо — «фантазийные камни». Ювелирные алмазы подвергаются огранке и полировке и тогда называются бриллиантами. При обработке алмазов потери составляют от 15 до 50%. Наиболее крупным алмазам и бриллиантам присваиваются собственные имена. В настоящее время в технике используется около 80—85% природных алмазов и все синтетические.
В зависимости от качества и назначения технические алмазы делят на ряд групп. Из алмазов изготовляют алмазный однокристальный инструмент — волоки, резцы часовые, делительные для резки полупроводниковых материалов, наконечники к приборам для измерения твердости, иглы граверные, стеклорезы и т. д. Для этих целей применяются только природные алмазы. Для изготовления волок алмазы должны быть исключительно высокого качества, прозрачны, иметь форму октаэдра или додекаэдра и массу от 0,8 до 2,8 карата. Для колонкового бурения используется 10—15% всех технических алмазов. Для изготовления коронок применяют мелкие алмазы — до 200—300 шт. на коронку, армированные механическим способом. Для абразивных целей используются мелкие со значительными дефектами природные алмазы, а также все синтетические.
Месторождения алмазов распределены на земном шаре весьма неравномерно. Большая их часть сосредоточена в странах Африки (97% от мировых запасов), есть они и в России. Имеются месторождения в Индии, других странах Азии, Австралии, Америке. Но такие крупные индустриальные страны, как США, Германия, Италия, Англия, Франция, Япония, все необходимое для них природное сырье вынуждены импортировать. После 30-х гг. на первое место по добыче алмазов выдвинулся Заир. Заир добывает 65% алмазов от общей добычи, но по их стоимости значительно уступает ЮАР, так как там получают в основном ювелирные алмазы. Последние добываются также в Намибии, Гане, Анголе, Сьерра-Леоне. В добыче других стран преобладают технические алмазы.
Цены на синтетические алмазы несколько ниже, чем на натуральные. Стоимость ювелирных алмазов колеблется в широких пределах в зависимости от величины, качества камней и моды на них. Цена камня массой более 1 карата определяется умножением массы камня в квадрате на условную цену одного карата.
Источник
Тема урока: «Минеральные ресурсы России». Сегодня мы вспомним, что такое минеральные ресурсы и полезные ископаемые, узнаем, как они располагаются по территории России и какая существует закономерность между геологическим (тектоническим) строением рельефа и местом положения полезных ископаемых. Также узнаем о способах добычи полезных ископаемых и о связанных с этим некоторых экологических проблемах.
Определение и классификация полезных ископаемых
Хозяйство России тесно связано с минеральными ресурсами, оцененными, по геологическим данным, запасом полезных ископаемых. Наличие минеральных ресурсов, которые зависят от строения земной коры, во многом формируют картину хозяйства территории. Недра нашей страны богаты полезными ископаемыми (рис. 1).
Рис. 1. Карта минеральных ресурсов России (Источник)
Полезные ископаемые – это минеральные образования земной коры, которые используются или могут эффективно использоваться в хозяйстве.
Скопление полезных ископаемых образуют месторождения, а скопления большого количества месторождений образуют бассейны или районы. По происхождению полезные ископаемые, так же, как и горные породы, бывают: метаморфические, магматические и осадочные. Полезные ископаемые формируются в ходе геологической истории под воздействием внутренних сил (эндогенных) и внешних (экзогенных). Все полезные ископаемые можно классифицировать по агрегатному состоянию на твердые, жидкие и газообразные. Большая часть минеральных ресурсов представляет собой твердые неорганические образования, а горючее – полезное ископаемое органического происхождения – лишь условно относится к минеральным ресурсам. За последние годы все большее значение приобретают минерализованные источники, в которых растворено огромное количество полезных веществ. Можно классифицировать полезные ископаемые и по использованию: рудные, нерудные, горючие.
Рудные полезные ископаемые
Рудные полезные ископаемые сформировались в результате излияния магмы и в местах её контакта с другими горными породами. Магматическими и метаморфическими горными породами слагаются складчатые области и фундаменты древних пород. Поэтому рудные полезные ископаемые встречаются в горах и на щитах. Наиболее богат рудами Урал. Здесь залегают железные, медно-цинковые, никелевые, марганцевые, хромитовые руды, золото, платина (рис. 2).
Рис. 2. Карта полезных ископаемых Урала (Источник)
Кроме этого, на Урале встречаются драгоценные, полудрагоценные и поделочные камни. На Алтае открыты месторождения полиметаллических, свинцовых, цинковых руд, серебра, ртути и др. (рис. 3). В горной Шории – железных руд, в Кузнецком Алатау – марганцевых. Вольфраммолибденовые руды имеются в Прибайкалье, а в Забайкалье – урановые руды и золото.
Рис. 3. Карта минеральных ресурсов Алтайского края (Источник)
Основными полезными ископаемыми мезозойской складчатой структуры востока России являются оловянные руды. На Кавказе представлены полиметаллические и вольфраммолибденовые руды. Следует обратить внимание на то, что большая часть рудных полезных ископаемых сосредоточена не в молодых складчатых горах, а в возрожденных складчато-глыбовых. Это связано с тем, что рудные тела залегают в осевых частях гор и перекрыты мощными складками осадочных пород. В результате разрушения эти складки исчезают, поэтому там легко находить и добывать полезные ископаемые. Поэтому Урал и богат рудными полезными ископаемыеми.
Магматические и метаморфические полезные ископаемые
Магматические и метаморфические полезные ископаемые, кроме складчатых областей, встречаются и на щитах – выступах древних кристаллических фундаментных пород. Так, на севере Восточноевропейской равнины, в районе Кольского полуострова, где имеется выход Балтийского щита, встречаются медные, никелевые металлы, найдены апатиты (сырье для фосфорных удобрений). На Тиманском кряже обнаружены алюминиевые руды, а в районе Воронежской антиклизы находится самое крупное месторождение железных руд – Курская магнитная аномалия (рис. 4).
Рис. 4. Тектоническая карта России (Источник)
Тем не менее для платформ наиболее характерны полезные ископаемые осадочного происхождения, в том числе горючее. Так, в осадочном чехле Восточноевропейской равнины сосредоточено огромное количество угля, нефти и газа. Но наиболее крупные запасы нефти, угля и газа России находятся в мощном осадочном чехле молодой Западносибирской платформы. Также на Древнесибирской платформе располагается крупнейший Тунгусский угольный бассейн. Помимо топлива с осадочными породами связаны месторождения солей, которые приурочены к югу Западной Сибири, Предуралью и Прикаспийской низменности.
О добыче алмазов в Якутии
Первые алмазы в мире были обнаружены на юге Африки. Коренные месторождения алмазов были найдены в местечке Кимберли (ЮАР), после чего коренные месторождения алмазов были названы кимберлитовыми трубками (рис. 9).
Рис. 9. Кимберлитовая трубка в Якутии (Источник)
Считается, что первооткрывателем алмазов в России стал 14-летний мальчик, сын крепостного крестьянина Крестовоздвиженского прииска на Урале. Именно он обнаружил твердые камни, а оказавшийся рядом минеролог определил, что эти камни – алмазы.
Поиск алмазов на территории России начался после Великой Отечественной войны.
Рис. 10. В.С. Соболев (Источник)
В результате кропотливой работы ученого В.С. Соболева (рис. 10) было выдвинуто предположение, что алмазы следует искать в таких же по условиям местах, как и в Южной Африке, а это Западная Якутия. В 1947 г. на реку Вилюй в Якутию была отправлена первая экспедиция в поисках алмазов. Одна кимберлитовая трубка может снабжать алмазами реки и их притоки на многие десятки и сотни километров. Чтобы определить, есть ли в ключе золото, достаточно промыть несколько небольших ковшей галечника, но чтобы найти алмазы, приходится промывать несколько кубических метров. Геологам пришлось прошагать много сотен километров, преодолевая болота, буреломы, спасаясь от туч комаров и мошкары. Радостную весть после долгих поисков принес коллектор вместе с пиропами и кристаллом алмазов в 4 карата. Пиропы, или «слезы алмазов», – это минералы красного цвета, которые являются спутниками алмазов. Нашел пиропы – нашел алмазы, но главное – найти кимберлит – зеленоватую породу, в которой встречаются алмазы. Найти кимберлит – значит, найти коренное месторождение алмазов.
Рис. 11. Л.А. Попугаева (Источник)
Первая кимберлитовая трубка в Якутии была найдена экспедицией Л.А. Попугаевой (рис. 11) в 1954 г. Найти вторую кимберлитовую трубку помогла лиса. Члены экспедиции наткнулись на лисью нору, возле которой лежала небольшая кучка зеленоватой земли. Это и был кимберлит. На высокой лиственнице, стоявшей почти в самом центре трубки, геологи сделали топором большую зарубку и вывели надпись: «Трубка мира». В Москву полетела зашифрованная телеграмма: «Закурили трубку мира. Табак отличный». Потом были найдены другие кимберлитовые трубки, а вскоре был заложен поселок алмазодобытчиков Мирный. Через несколько десятков лет месторождения алмазов были обнаружены на другой древней платформе – Русской, в Архангельской области.
Добыча полезных ископаемых
Добыча полезных ископаемых осуществляется по-разному. В зависимости от глубины и мощности залегания полезного ископаемого добыча осуществляется либо открытым (карьерным) (рис. 5),
Рис. 5. Добыча полезных ископаемых в карьере (Источник)
либо закрытым (шахтным) способом (рис. 6).
Рис. 6. Добыча полезных ископаемых в шахте (Источник)
Жидкие полезные ископаемые добываются методом бурения скважин (рис. 7). Открытый способ добычи полезных ископаемых наиболее простой и дешевый, однако именно он наносит самый большой урон природе.
Рис. 7. Бурение скважины (Источник)
Из-за лишения территории растительного покрова, на ней образуются индустриальные пустыни, от которых поднимаются пыльные бури, а из-за осушения земли понижается уровень грунтовых вод. Открытым способом в России добывается более 90 % руд, более 50 % углей и практически все строительные материалы. Самый большой в России карьер находится на Урале – это Качканарский карьер (рис. 8), глубина которого свыше 700 м. Глубина шахт в России достигает примерно 1 км.
Рис. 8. Качканарский карьер (Источник)
Россия – самая богатая минеральными ресурсами страна мира.
О нефти и газе Западной Сибири
Институт нефти и газа носит имя И.М. Губкина (рис. 12).
Рис. 12. Памятная доска И.М. Губкину (Источник)
Именно при его непосредственном участии началось исследование и исследование Западно-Сибирской равнины. В 1953 г. было открыто и начало действовать первое месторождение газа, а через 7 лет забил первый нефтяной фонтан Шаима. Но этому предшествовали длительная работа, научные споры и подвиг первопроходцев. Западно-Сибирская равнина – огромная низменность площадью 3 млн км2 (рис. 13).
Рис. 13. Западно-Сибирская равнина (Источник)
Лежит равнина на плите. Толщина осадочного чехла достигает мощности в 6 км. Это благоприятные условия для залегания нефти. На поверхности сотни километров топких болот и темнохвойной неосвоенной тайги. Как определить точку для буровой? Это сродни поиску иголки в стоге сена. И.М. Губкин считал: надо искать. У него было множество противников. В 1934 г. в Среднее Приобье была послана поисковая партия, которая открыла невиданные запасы нефти: Усть-Балыкское и нефтяную жемчужину, месторождение Самотлор. Поиски нефти и газа велись в северных районах и были открыты в тундре. В Заполярье открыли газовое месторождение Ямбург, Медвежье, Заполярное, а у Северного полярного круга Уренгойское – газовую жемчужину России (рис. 14).
Рис. 14. Уренгойское месторождение газа (Источник)
Сегодня Россия занимает первое место по добыче природного газа. В Северной Сибири в европейскую часть России проложены крупные газопроводы, по которым газ – экологически чистое и калорийное топливо – идет не только в европейскую часть России, но и в Западную Европу. Открытие месторождения нефти и газа дали мощный толчок в освоении Западной Сибири. Здесь построены новые города.
Рис. 15. Город Сургут (Источник)
Столица нефтяников – Сургут (рис. 15), столица газовиков – Новый Уренгой (рис. 16).
Рис. 16. Город Новый Уренгой (Источник)
Западная Сибирь стала главной нефтегазоносной территорией России.
Домашнее задание
- Дайте определение и классификацию полезных ископаемых.
- Подготовьте доклад о рудных полезных ископаемых на территории России. Приведите примеры.
- Подготовьте доклад о магматических и метаморфических полезных ископаемых на территории России. Приведите примеры.
Список литературы
- География России. Природа. 8 кл.: уч. для общеобразоват. учрежд. / И.И. Баринова. – М.: Дрофа, 2011. – 303 с.: ил., карт.
- География России. Природа. Население: 8 кл. / В.Б. Пятунин, Е.А. Таможняя. – М.: Вентана-Граф, 2011. – 320 с.
- Атлас. География России. Население и хозяйство. – М.: Дрофа, 2012.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
- Tepka.ru (Источник).
- E-ng.ru (Источник).
- Geographyofrussia.com (Источник).
Источник