Какие полезные ископаемые образуются в воде

Помимо поверхности континентов, человек в течение всей своей истории использует полезные ископаемые океана и моря.

До недавних времен главной областью эксплуатации было рыболовство, но в последние десятилетия важную роль в экономике некоторых приморских государств играет добыча нефти с морского дна в районе материковых окраин.

Человек использует соли, растворенные в морской воде. В настоящее время о запасах моря часто говорят, как о надежде человечества. Моря и океаны, покрывающие более двух третей поверхности земного шара, призваны поддержать энергетический, сырьевой и пищевой баланс увеличивающегося населения Земли.

Естественно, встает вопрос, реально ли это?

Что можно добыть с Мирового океана

Казалось бы само собой разумеющимся, что соль, которую употребляет человек, происходит из моря, но это не так.

Лишь третья часть поваренной соли получается путем испарения морской воды, остальная добывается на континентах или путем испарения соляного раствора — минерализованных вод, сопровождающих месторождения соли.

Итак, морская вода является химическим сырьем, но самое ценное, что из нее получают, не соль, а бром, используемый в первую очередь в фотографической промышленности, и магний. Из морской воды добывается более двух третей мирового потребления этих элементов.

Добыча брома в океане

Морская вода содержит и ряд других соединений, находящихся в растворенном состоянии. Время от времени в СМИ можно прочесть, сколько в ней находится урана или золота. Эти цифры действительно поражают.

Однако нас ограничивает в действиях тот факт, что мы пока не располагаем достаточным количеством энергии, чтобы наладить процесс их извлечения. Но ряд процессов проводит за человека сама природа.

Добыча тяжелых металлов с морского дна

Так, например, медь, марганец, кобальт, никель нет необходимости добывать из морской воды, поскольку эти металлы выпадают и кристаллизуются на дне океанских впадин в виде марганцовых конкреций. Это – образования величиной с орех, кулак или футбольный мяч, во множестве рассыпанные по дну Тихого и Атлантического океанов и состоящие из слоев окислов железа и марганца, кристаллическая структура которых легко связывает более тяжелые металлы, как никель, кобальт и медь.

Общее содержание полезных ископаемых океана в виде металлов в марганцовых конкрециях достигает 2,5%. Поэтому исследовательские корабли составляют карты морского дна, фотографируют его с помощью подводных камер, а ученые анализируют содержание металла в этих шаровидных образованиях.

Выявленное содержание металлов пока невелико, а расходы по добыче сырья со дна велики. Но надежды на источники сырья имеются, хотя о юридической стороне вопроса добычи со дна моря люди договариваются с трудом.

С большим успехом проводится добыча так называемых тяжелых минералов в прибрежных областях.

Например, ученые нашли подводную гору в 300 милях от побережья Канарских островов. Гора представляет редкоземельный металл теллур.

Стоимость этого металла составляет порядка 300 долларов за кг, что будет достаточно прибыльно начать добычу с морского дна.

Вода сортирует минералы

Средневековые горняки, да и позже золотоискатели получали золото путем промывки речных наносов. Вода уносила из старательских сит более легкие силикатные минералы, а на дне оставались более тяжелые минералы. Когда посчастливилось, то и кусочки золота.

Морской прибой и сильные морские течения в ряде мест делали эту работу за человека.

Более тяжелые минералы, например, касситерит (оловянная руда), циркон (циркониевая руда), рутил (окисел титана), моназит (сложный фосфат с содержанием редкоземельных элементов) и даже алмаз высвобождаются из горных пород в процессе выветривания, а поскольку они более стойки, чем многие другие минералы (например, полевой шпат), вода уносит их в море. Там они сортируются как в старательском сите: более легкие, обычно силикатные и кварцевые материалы уносятся, а на пляже или на мелком морском дне остаются тяжелые, полезные фракции. Во многих местах в мире добываются минералы в переходных зонах от океана к материкам.

Однако полезные ископаемые океана и моря пока сложно извлечь или достать с морского дна с учетом получения прибыли. Но технологии улучшаются и, возможно, основные источники сырья будут находиться в море.

Источник

полезный ископаемое морской месторождение

Полезные ископаемые представляют собой образования минерального характера, находящиеся в земной коре. Химические и физические свойства этих образований дают возможность применять их в различных сферах промышленности и жизнедеятельности. Полезные ископаемые представлены твердыми, жидкими и газообразными типами.

В наши дни известно около 250 видов полезных ископаемых и почти 200 видов поделочных и драгоценных камней. Однако вовлечение их в хозяйственный оборот происходило постепенно на протяжении всей человеческой цивилизации.

Полезные ископаемые в виде минеральных образований залегают в земной коре скоплениями различного типа — это могут быть жилы, пласты, россыпи, штоки и т.д. Территории, где присутствует скопление полезных ископаемых, называют месторождениями. Территории, где имеется скопление полезных ископаемых в больших количествах, образуют районы, провинции, бассейны.

Полезные ископаемые по своим техническим и практическим свойствам могут иметь различное назначение в промышленности. Виды полезных ископаемых по назначению:

1. Полезные ископаемые горючего типа — к этим минеральным образованиям относят такие полезные ископаемые, как уголь, нефть, природный газ, сланцы, торф, то есть те полезные ископаемые, переработка которых позволяет получать тепловую энергию.

2. Полезные ископаемые нерудного типа — это всевозможные минеральные образования, которые используются в строительной отрасли. К ним относятся песок, известняк, глина и тому подобное.

3. Руды — это черные, цветные руды, а также руды благородных металлов.

4. Самоцветные и драгоценные камни

5. Воды гидроминерального характера — это полезные ископаемые в виде подземных минеральных и пресных вод.

6. Полезные ископаемые горно-химического вида: к ним относятся минеральные соли, фосфаты, бораты и другие вещества, используемые в горно-химической промышленности.

Добыча полезных ископаемых на сегодняшний день является приоритетной отраслью человеческой жизнедеятельности, поскольку полезные ископаемые являются необходимым сырьевым материалом для обеспечения функционирования различного рода систем, которые прочно вошли в современную жизнь и являются незаменимыми. Полезные ископаемые находятся в различных частях света. Добыча полезных ископаемых ведется при помощи специализированной техники и опытных квалифицированных специалистов.

Около 90% полезных ископаемых — осадочные, морского происхождения. Полезные ископаемые содержатся в самой морской воде, на морских побережьях (россыпи и рыхлые отложения), в морских осадках и залегающих под ними коренных породах. Морская вода, по сути, богатейшая жидкая руда. В воде океанов и морей растворено до 70 различных химических элементов. По подсчетам ученых, в Мировом океане хранится свыше 10 млрд. т золота, около 3 млрд. т никеля, 164 млн. т серебра, 800 млн. т молибдена, 1 млрд. т свинца и цинка, 20 тыс. т радия, 4 млрд. т урана и т.д. Если извлечь золото из морской воды и распределить среди населения земного шара, то на каждого придется почти 3 т. Из морской воды извлекают пищевую соль, йод, бром, магний, сульфат натрия и другие химические соединения.

Морские прибрежные россыпи содержат золото, платину, алмазы, оловянный камень, вольфрамит, титанистый железняк и др. Здесь же добывают строительные материалы: песок, гравий, галечник, известняк-ракушечник и др. В прибрежных областях морей и океанов добывают нефть и газ. Добыча нефти со дна моря в крупных масштабах ведется в Мексиканском и Персидском заливах, в Каспийском море. Потенциальные запасы нефти на дне океанов и морей превосходят разведанные нефтяные запасы суши примерно в 3 раза. На морском дне больше полезных ископаемых, чем на всех континентах. Некоторые морские илы представляют собой цементное сырье.

Одним из основных ископаемых, которые добывают из морской воды, является магний — лёгкий металл, используемый в автомобилестроении и самолётостроении, пиротехнике, медицине и производстве стали. Кроме того, из морской воды извлекают бром, который используют в фотографии, производстве красителей и медицине. Добычей этих ископаемых занимаются американские фирмы.

В морской воде содержится также калий и кальций, но при огромных запасах этих металлов на суше добывать их из моря нет смысла. Более серьёзно рассматривается перспектива добычи золота и урана. Пока что с морского дна поднимают главным образом песок и гравий для строительной промышленности. Добыча производится на мелководье с помощью землесосных снарядов. Таким же способом разрабатываются меловые отложения, образовавшиеся из раковин доисторических морских животных, главным образом у берегов Исландии и Багамских островов. Используется мел в производстве цемента и бетона.

На многих побережьях находят алмазы и драгоценные металлы. Они часто образуют россыпные месторождения.

Наиболее известными являются россыпи зернистого и самородного золота, встречающиеся на речном дне в золотоносных районах. Эти месторождения — результат выветривания пород на протяжении 65 млн. лет. Проложив себе вместе с реками путь к морю, россыпи оседают на морских побережьях — на суше и под водой.

Из подводных россыпей добывают хром, железо и такие редкие металлы, как цирконий, использующийся в стержнях ядерных реакторов.

Разработка глубинных месторождений находится пока на ранней стадии, хотя до этого богатого источника полезных ископаемых может дойти очередь, когда их запасы на суше исчерпаются. На дне моря встречается марганец, использующийся в производстве твёрдых сплавов со сталью, алюминием и медью. Марганец применяется также в производстве удобрений.

Наибольшие скопления конкреций находятся в северной и южной частях Тихого океана. Пока единственный район, где успешно ведётся их добыча, расположен на западе от Центральной Америки, между разломами Кларион и Клиппертон. Конкреции залегают на глубинах до 4 км от поверхности океана и в этом районе имеют высокое содержание металлов.

Источник

АиФ Детская Энциклопедия № 9. Полезные ископаемые 29/10/2004

Что такое обыкновенная вода? Пусть это вам не покажется странным, ребята, но пресная вода… тоже минерал с известной всем формулой H2O. При плюсовой температуре он находится в жидком агрегатном состоянии, а при нуле градусов превращается в кристаллы льда (или кристаллические агрегаты, массу мелких кристалликов). А вот морскую воду, вероятно, можно сравнить уже не с минералом, а с горной породой: в ней растворена и соль натрия, и окислы многих химических элементов — минералов, в том числе сотни тысяч тонн золота и других металлов. Сегодня использовать это «полезное ископаемое» мы еще не можем: извлечение, к примеру, золота из морской воды очень и очень дорого и, как говорится, не рентабельно. Но уже сегодня кое-где в засушливых странах Ближнего Востока морскую воду используют: там работают опреснительные установки, превращающие ее в дефицитную в тех краях воду питьевую.

Подземные воды. Этот понятие в геологии объединяет всю воду, которая находится в почвах, глубоких слоях земной коры и даже в горных породах. Причем эта вода может быть в любом состоянии — твердом, жидком или газообразном. Таким образом, ископаемый лед вечной мерзлоты (вы знаете, что огромная часть поверхности нашей страны так промерзла во время оледенения, что до сих пор оттаять не может!) тоже относится к подземным водам. Но когда мы говорим о воде как полезном ископаемом, то обычно имеем в виду «воду как воду». Эта подземная вода может быть пресной или минеральной. Под землей иногда текут самые настоящие реки, плещутся огромные озера, запасов одного из которых хватит, чтобы напоить большой город. Пресная вода — настоящее полезное ископаемое. Даже словосочетание «месторождение вод» к большим подземным бассейнам вполне подходит. Многие предполагают, что напоить вдоволь, к примеру, Московскую область можно, используя воду нескольких подземных «морей», находящихся в окрестностях столицы.

Изучением, поиском и разведкой подземных вод занимаются специалисты-гидрогеологи. Для поисков и добычи этого столь необходимого людям полезного ископаемого бурятся скважины. Скважины, по которым вода поступает на поверхность земли самотеком, под напором, называются артезианскими (по имени французской провинции Артуа, где это свойство подземных вод использовали еще несколько сотен лет назад).

К особому виду подземных вод относятся воды минеральные, насыщенные полезными микроэлементами. Они могут быть и лечебными. Около больших месторождений минеральных вод построены курорты, возникли поселки и целые города, в названии которых есть слово «вода». Это и знаменитые Карловы Вары в Чехии, и наши Минеральные Воды, Кисловодск, Железноводск и другие. Некоторые минеральные воды содержат так много полезных веществ (бром, йод, калий, литий и др.), что их можно оттуда добывать, как из руды.

А еще в геологии есть понятие термальные воды. Обычно, их присутствие связано с вулканическими процессами, «подземным огнем». Самые известные термальные источники в нашей стране находятся на Камчатке. Многие из них изливаются на поверхность в виде настоящих фонтанов — гейзеров. Особенно много их в знаменитой на весь мир Долине гейзеров. А среди других государств «страной гейзеров» можно назвать Исландию. Термальные воды уже сегодня с успехом используются в этой стране для отопления жилищ и сельскохозяйственных теплиц; начинают такое делать и жители Камчатки.

Смотрите также:

Артезианские воды →
Подземные воды →
Улетай, туча? →

Также вам может быть интересно

Воду из колодца пейте… замороженной
Минерал или горная порода
Домашний океан
Бутилированная вода: баловство или необходимость?
ЖИЗНЬ, ЗДОРОВЬЕ, КОШЕЛЕК. «Минеральная вода»… из-под крана

Источник

Поле́зные ископа́емые — минеральные и органические образования земной коры, химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно использовать их в сфере материального производства (например, в качестве сырья
или топлива). Различают твёрдые, жидкие и газообразные полезные ископаемые.

Описание[править | править код]

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.

Научные основы добычи полезных ископаемых разрабатывают горные инженеры.

Области науки и технологии о добыче полезных ископаемых:

Горное дело
Горные науки.

Виды полезных ископаемых[править | править код]

По назначению выделяют следующие виды полезных ископаемых:

Горючие полезные ископаемые (нефть, природный газ, горючие сланцы, торф, уголь)
Руды (руды чёрных, цветных и благородных металлов)
Гидроминеральные (подземные минеральные и пресные воды)
Нерудные полезные ископаемые — строительные материалы (известняк, песок, глина и др.), строительные камни (гранит) и пр.
Камнесамоцветное сырьё (яшма, родонит, агат, оникс, халцедон, чароит, нефрит и др.) и драгоценные камни (алмаз, изумруд, рубин, сапфир).
Горнохимическое сырьё (апатит, фосфаты, минеральные соли, барит, бораты и др.)

Последние три группы совместно могут рассматриваться как нерудные (неметаллические) полезные ископаемые[1][2].

Признаки полезных ископаемых[править | править код]

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 перенесённых 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.

См. также[править | править код]

Полезные ископаемые России
Разубоживание
Месторождение

Примечания[править | править код]

↑ Нерудные полезные ископаемые // Моршин — Никиш. — М. : Советская энциклопедия, 1974. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 17).
↑ Под редакцией Е. А. Козловского. Неметаллические полезные ископаемые // Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия (рус.). — 1984—1991. — статья из Горной энциклопедии. — М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984—1991.

Литература[править | править код]

Смирнов B. И. Геология полезных ископаемых. — М.: Недра, 4-е изд., 1982. — 668 с.
Смирнов В. И. Геологические основы поисков и разведок рудных месторождений. — М.: Изд-во Московского университета, 1954.
Милютин А. Г. Геология и разведка месторождений полезных ископаемых: Учебн. пособие для вузов. — М.: Недра, 1989. — 296 с.
Игнатов П. А., Старостин В. И. Геология полезных ископаемых. — М.: МГУ, 1997. — 304 с.
Романович И. Ф., Кравцов А. И., Филиппов Д. П. Полезные ископаемые. — М.: Недра, 1982. — 384 с.

Источник

Бóльшая часть всех химических элементов, в том числе и очень ценных, рассеяна в горных породах. Лишь очень незначительная часть их сосредоточена в месторождениях полезных ископаемых. Но хотя содержание элементов в горных породах низкое, их общее количество в земных недрах грандиозно.

Все полезные ископаемые по условиям их образования разделяются на глубинные и поверхностные. Глубинные месторождения называются эндогенными (от греческих слов «edo» — внутри, «geos» — происхождение), а поверхностные — экзогенными (греч. «ехо»— снаружи).

Глубинные, или эндогенные, месторождения формируются в результате внедрения в земную кору раскаленных подземных расплавов, или магм, и их застывания. Магма по трещинам проникает в горные породы. При этом только незначительная часть магмы в вулканах достигает поверхности Земли, образуя потоки лавы и скопления вулканического пепла. Большее количество магмы не доходит до земной поверхности и застывает на глубине, образуя глубинные кристаллические магматические породы, такие как гранит. Застывшие на глубине и на поверхности Земли магматические породы широко используют в качестве природных каменных строительных материалов.

Благодаря различию физических и химических свойств элементов в процессе остывания магматических расплавов в недрах Земли происходит их разделение и образуются скопления части химических элементов.

При остывании так называемых основных магм, содержащих в своем составе не более 50% окиси кремния, процесс разделения веществ в них идет подобно выплавке чугуна в домнах. При этом в скоплениях магмы, застывающих на глубине, кверху всплывают легкие породы, а на дно магматического резервуара опускаются тяжелые минералы. Эти тяжелые минералы образуют рудные магматические месторождения. Наиболее значительные из них — месторождения железа и титана, хрома и платины, меди и никеля. Близки к ним по своему происхождению и месторождения алмазов в кимберлитовых трубках Сибири и Южной Африки, но для их образования, кроме высокой температуры, необходимо огромное давление.

Совершенно иначе обособляются ценные минералы при застывании так называемых кислых магм, содержащих более 50% окиси кремния. В этих магмах повышенное содержание различных газов, в том числе паров воды. Газы растворяют многие химические соединения, особенно металлические, и не дают им выпадать в осадок на ранних стадиях остывания магмы. Поэтому условия для их концентрации создаются в самых поздних, не успевших полностью отвердеть остатках магматических расплавов. Часть таких остаточных расплавов магмы, насыщенных горячими газами и растворенными в них ценными элементами, внедряется по трещинам в горные породы и, остывая, образует так называемые пегматитовые жилы. Они состоят из кварца и полевого шпата, а иногда содержат накопления слюды, драгоценных камней (топаз, аквамарин и др.), минералов бериллия и лития, олова, вольфрама, урана.

Магматические газы с растворенными в них ценными соединениями не только накапливаются в остаточных очагах магмы, но также могут просачиваться через уже отвердевшие стенки. Так они проникают в окружающий остывающий магматический очаг породы. При этом между фильтрующимися раскаленными газами и окружающей породой могут возникнуть химические реакции. Особенно бурно они протекают между горячими магматическими газами и известковыми породами. В ходе таких реакций по периферии массивов остывающих магматических пород, в зоне соприкосновения их с известняками, возникают так называемые скарны. Они состоят из минералов, в состав которых входит известь, кремний и алюминий. Кроме того, в скарнах часто накапливаются минералы железа, меди, свинца, цинка, вольфрама, бора.

Но не все магматические газы реагируют на глубине с горными породами. Большая их часть вследствие высокого давления устремляется по трещинам и порам горных пород вверх, к поверхности Земли. При этом минерализованные пары постепенно охлаждаются, сжижаются и превращаются в горячие минеральные воды — гидротермы. Они продолжают подниматься по пористым водопроницаемым горным породам. По мере дальнейшего охлаждения горячих минеральных вод растворенные в них соединения ценных и других элементов выпадают в осадок. Заполняя трещины горных пород, они образуют жилы полезных ископаемых. Часть элементов гидротерм вступает в реакцию с минералами горных пород и отлагается, формируя залежи полезных ископаемых, замещающие эти горные породы. Такие месторождения, образованные отложениями горячих минеральных вод в недрах Земли, называются гидротермальными. С этой очень важной группой эндогенных месторождений полезных ископаемых связаны большие количества руд меди, свинца, цинка, олова, вольфрама и других ценных элементов.

Экзогенные месторождения образуются под действием геологических процессов у поверхности Земли. Они формируются в ходе длительных изменений горных пород по мере их перемещения из недр к поверхности Земли. Такие медленные или внезапные катастрофические подъемы отдельных участков земной коры происходили во все геологические эпохи и продолжаются в наши дни. У поверхности Земли горные породы под действием колебаний температуры и водных потоков механически разрушаются на мелкие и мельчайшие обломки. Под влиянием воды, кислорода и углекислоты они химически разлагаются, меняя свой состав. Продукты такого разрушения уносятся водными потоками в реки и, оседая на их дне, образуют хорошо известные речные месторождения гравия, песков и глин. При этом некоторые химически стойкие, неокисляющиеся, твердые и тяжелые минералы накапливаются в нижней донной части речных отложений, образуя россыпи. В россыпях могут концентрироваться только тяжелые минералы с удельным весом более 3. Поэтому именно в виде россыпей известны месторождения золота, платины, оловянного камня, вольфрамита и т. д.

Значительная часть минеральной массы, находящейся в речной воде в виде ила или в растворенном состоянии, выносится в моря и океаны. Масштабы такого выноса огромны. Так, Волга за год выносит в Каспийское море 25,5 миллионов тонн взвешенного в воде материала, Амударья в Аральское море — 215 миллионов тонн, Амазонка в Атлантический океан — около 1000 миллионов тонн. В океанах и морях минеральные вещества осаждаются и накапливаются на дне. Эти минеральные вещества поступают с континентов, под влиянием силы тяжести, в результате химического воздействия соленой морской воды или в связи с жизнедеятельностью морских организмов. Так создаются толщи пород осадочного происхождения, среди которых находятся пласты осадочных полезных ископаемых. Кроме таких общеизвестных осадочных пород, как пески, глины, известняки, распространены месторождения руд железа, марганца, алюминия, фосфоритов, угля и нефти.

На поверхности Земли образуются месторождения полезных ископаемых также в результате растворения и выноса части вещества грунтовыми водами, причем в остатке накапливаются трудно растворимые ценные минеральные соединения. Например, в породе, состоящей из соединений кальция и алюминия, кальциевые минералы могут растворяться и удаляться с водой, а в остатке накопятся соединения алюминия — бокситы — ценная руда для производства этого металла. Такие месторождения называются остаточными. Среди них, помимо бокситов, известны залежи железной руды, никелевой руды, фосфорных соединений.

Часть растворенного вещества может снова отложиться под землей из грунтовых вод, при их проникновении по проницаемым породам. Возникающие при этом месторождения так и называются инфильтрационными. Среди инфильтрационных известны месторождения никеля, меди, золота, урана.

Если горные породы и заключенные среди них месторождения полезных ископаемых погружаются в глубь Земли, на них действует давление залегающих на них толщ и внутренний жар Земли. Под их влиянием горные породы и полезные ископаемые изменяются, преобразуются в метаморфические, такие, как гнейс или кристаллический сланец. При этом могут возникнуть метаморфические месторождения полезных ископаемых («метаморфоза» — изменение). К ним относятся как ранее существовавшие, но подвергшиеся интенсивному изменению тела, так и возникшие вновь из-за метаморфизма. К таким принадлежат, например, месторождения мрамора, кровельных сланцев, слюды, графита, гранатов.

Источник