Минеральные полезные ископаемые и их использование

Минеральные ресурсы — полезные ископаемые, которые образуются естественным образом в земной коре. Они могут иметь органическое и неорганическое происхождение.

Были идентифицированы более двух тысяч минералов, и большинство из них содержат неорганические соединения, образованные различными комбинациями восьми элементов (O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, и Mg), которые составляют 98,5% от коры Земли. Мировая промышленность зависит от около 80 известных минералов.

Читайте также:

• Минеральные ресурсы Австралии;
• Минеральные ресурсы Азии;
• Минеральные ресурсы Африки;
• Минеральные ресурсы Европы;
• Минеральные ресурсы Северной Америки;
• Минеральные ресурсы Южной Америки.

Месторождением полезных ископаемых является скопление твердых, жидких или газообразных минералов, в или над земной корой. Минеральные ресурсы являются невозобновляемыми и исчерпаемыми природными ресурсами, а также могут обладать металлическими (например железо, медь и алюминий), а также неметаллическими свойствами (например, соль, гипс, глина, песок, фосфаты).

Минералы представляют собой ценные природные ресурсы. Это чрезвычайно важное сырьё для многих базовых отраслей экономики, которое являются основным ресурсом для развития. Управление минеральными ресурсами должно тесно интегрироваться с общей стратегией развития, а при эксплуатации полезных ископаемых следует руководствоваться долгосрочными целями и перспективами.

Минералы обеспечивают общество всеми необходимыми материалами, а также дорогами, автомобилями, компьютерами, удобрениями и т.д. Спрос на полезные ископаемые растет во всем мире по мере роста населения, а добыча минеральных ресурсов Земли ускоряется и возникают экологические последствия.

Классификация минеральных ресурсов

Читайте также: Биологические ресурсы планеты

Карта минеральных ресурсов мира

Роль минеральных ресурсов

Минеральные ресурсы играют важную роль в экономическом развитии стран мира. Есть регионы богатые минералами, однако неспособные их добывать. Другие регионы, добывающие ресурсы, имеют возможность расти с экономической точки зрения и получать ряд преимуществ. Значение минеральных ресурсов можно объяснить следующим образом:

Промышленное развитие

Если минеральные ресурсы могут быть извлечены и использованы, промышленность, в которой они используются будет развиваться либо расширяться. Бензин, дизельное топливо, железо, уголь и т.д. необходимы для промышленности.

Занятость населения

Наличие минеральных ресурсов создает рабочие места для населения. Они позволяют квалифицированным и неквалифицированным кадрам иметь возможность трудоустройства.

Развитие сельского хозяйства

Некоторые минеральные ресурсы служат основой для производства современного сельскохозяйственного оборудования, техники, удобрений и т.д. Они могут быть использованы для модернизации и коммерциализации сельского хозяйства, которые помогают развивать аграрную отрасль экономики.

Источник энергии

Существуют различные источники энергии, такие как бензин, дизельное топливо, природный газ и т.д. Они могут обеспечить необходимой энергией промышленность и населенные пункты.

Развитие собственной независимости

Развитие минерально-сырьевой отрасли позволяет создать больше рабочих мест с высоким качеством продукции, а также независимость отдельных регионов и даже стран.

И многое другое

Минеральные ресурсы являются источником иностранной валюты, позволяют зарабатывать на развитии транспорта и связи, увеличивать экспорт, поставки строительных материалов и т.д.

Минеральные ресурсы океанов

Океаны покрывают 70% поверхности планеты и задействованы в огромном количестве различных геологических процессов, ответственных за формирование и концентрацию минеральных ресурсов, а также являются хранилищем для многих из них. Следовательно, океаны содержат огромное количество ресурсов, которые в настоящее время являются основными потребностями человечества. Ресурсы в настоящее время добывается из моря или районов, которые раньше были в его пределах.

Химические анализы показали, что морская вода содержит около 3,5 % растворенных твердых веществ и более шестидесяти идентифицированных химических элементов. Извлечение растворенных элементов, а также добыча твердых полезных ископаемых, почти всегда экономически затратная, так как учитывается географическое расположение объекта (транспортировка), технологические ограничения (глубина океанических бассейнов) и сам процесс добывания необходимых элементов.

Читайте также: Водные ресурсы Земли

На сегодняшний день, основными минеральными ресурсами, получаемыми из океанов являются:

• Соль;
• Калий;
• Магний;
• Песок и гравий;
• Известняк и гипс;
• Железомарганцевые конкреции;
• Фосфорит;
• Металлические осадки, связанные с вулканизмом и вентиляционными отверстиями на дне океанов;
• Золото, олово, титан и алмаз;
• Пресная вода.

Добыча многих минеральных ресурсов из глубин океанов, является слишком затратной. Тем не менее, рост населения и истощение легко доступных наземных ресурсов, несомненно, приведет к более широкой эксплуатации древних месторождений и увеличения добывания непосредственно из вод океанов и океанических бассейнов.

Добыча минеральных ресурсов

Целью добычи минеральных ресурсов является получение полезных ископаемых. Современные процессы горнодобывающей промышленности включают поиск минералов, анализ потенциальной прибыли, выбор метода, непосредственная добыча и переработка ресурсов, а также окончательная рекультивация земель по завершению работ.

Добыча полезных ископаемых, как правило, создает негативное воздействие на окружающую среду, как в ходе горных работ, так и по их окончанию. Следовательно, большинство стран мира приняли правила, направленные на снижение вредного воздействия. Безопасность труда уже давно является приоритетной, а современные методы значительно уменьшили количество несчастных случаев.

Читайте также: Лесные ресурсы планеты

Особенности минеральных ресурсов

Первой и самой основной характеристикой всех минералов является то, что они встречаются в природе. Минералы не производятся под влиянием человеческой деятельности. Тем не менее, некоторые минералы, такие как алмазы, могут быть изготовлены человеком (они называются синтезированными алмазами). Однако, такие искусственные алмазы классифицируются как минералы, потому что отвечают их основным пяти характеристикам.

Помимо того, что они формируется благодаря естественным процессам, твердые минеральные вещества стабильны при комнатной температуре. Это означает, что все твердые минералы, которые встречаются на поверхности Земли, не изменяются в форме при нормальной температуре и давлении. Эта характеристика исключает воду в жидком состоянии, однако включает ее твердую форму — лед — в качестве минерала.

Минералы также представлены химическим составом или структурой атомов. Атомы, которые содержатся в минералах расположены в определенном порядке.

Все минералы обладают фиксированным или переменным химическим составом. Большинство минералов состоят из соединений или различных комбинаций кислорода, алюминия, кремния, натрия, калия, железа, хлора и магния.

Образование минералов является непрерывным процессом, однако очень длительным (уровень потребления ресурсов превышает скорость формирования) и требует наличия многих факторов. Поэтому минеральные ресурсы относятся к невозобновляемым и исчерпаемым.

Распределение минеральных ресурсов неравномерное по всему миру. Это объясняется геологическими процессами и историей формирования земной коры.

Читайте также: Климатические и космические ресурсы Земли

Проблемы использования минеральных ресурсов

Горнодобывающая промышленность

1. Пыль, появляющаяся в процессе добычи, вредит здоровью и вызывает заболевания легких.

2. Добыча некоторых токсичных или радиоактивных минералов несет угрозу жизни людей.

3. Взрыв динамита при ведении горных работ очень рискованный, так как высвобождающие газы чрезвычайно ядовитые.

4. Подземные горные работы является более опасным, чем наземные, поскольку существует высокая вероятность несчастных случаев, связанных с обвалами, наводнением, недостаточной вентиляцией и т.д.

Быстрое истощение минералов

Повышение спроса на минеральные ресурсы вынуждает добывать все большее количество полезных ископаемых. В результате чего увеличивается потребность в энергии и появляется больше отходов.

Разрушение почвы и растительности

Почва — это самый ценный земельный ресурс. Проведение горных работ способствует полному разрушению почвы и растительности. К тому же, после экстракции (получения минералов), все отходы сбрасываются на землю, что также влечет за собой деградацию.

Экологические проблемы

Использование минеральных ресурсов привело ко многим экологическим проблема, среди которых:

1. Превращение продуктивных земель в горные и промышленные районы.

2. Добыча минералов и процесс экстракции являются одними из главных источников загрязнения воздуха, воды и почвы.

3. Добыча включает в себя огромное потребление энергетических ресурсов, таких как уголь, нефть, природный газ и т.д., которые в свою очередь являются невозобновляемыми источниками энергии.

Рациональное использование минеральных ресурсов

Не секрет, что запасы минеральных ресурсов на Земле стремительно сокращаются, поэтому необходимо рационально использовать существующие дары природы. Люди могут экономить минеральные ресурсы за счет использования возобновляемых ресурсов. Например, при использовании гидроэлектроэнергии и солнечной энергии, в качестве источника энергии, можно сохранить полезные ископаемые, такие как уголь. Минеральные ресурсы также могут быть сохранены за счет рециркуляции. Хорошим примером является переработка металлолома. Кроме того, использование новых технологических методов добычи и подготовка шахтеров, сберегает минеральные ресурсы и сохраняет жизни людей.

В отличие от других природных ресурсов, минеральные ресурсы являются невозобновляемыми, и они неравномерно распределены по планете. Для их формирования требуются тысячи лет. Одним из важных путей сохранения некоторых минералов является замещение дефицитных ресурсов на обильные. Полезные ископаемые, для получения которых требуется большое количество энергии, должны перерабатываться.

Добыча минеральных ресурсов оказывает неблагоприятное воздействие на окружающую среду, в том числе уничтожает места обитания многих живых организмов, загрязняет почву, воздух и воду. Эти негативные последствия могут быть сведены к минимуму за счет сохранения минерально-сырьевой базы. Полезные ископаемые оказывают все большее влияние на международные отношения. В тех странах, где были обнаружены минеральные ресурсы, их экономика значительно улучшилась. Например, нефтедобывающие страны Африки (ОАЭ, Нигерия и т.д.) считаются богатыми из-за прибыли, полученной от нефти и ее продуктов.

Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту

b>Созданы они (естественными) геологическими процессами, но превращаются в минеральные ресурсы после длительного воздействия природных факторов – воды, ветра, солнца, давления и т.д.

Значение

Минеральные ресурсы – совокупность полезных ископаемых в определенных регионах, количество которых определено геологическими исследованиями. При этом минеральные ресурсы должны быть доступны для добычи и переработки. В современной промышленности запасы полезных ископаемых играют ключевую роль:

• Медь, оловянная и железная руда были важны для древних культур, использующих металл в бронзовый и железный века.
• Сегодня используются в строительной, машиностроительной и химической промышленности.
• Железные дороги, компьютеры, автомобили, небоскребы и т.д. в современном обществе зависят от добычи полезных ископаемых.

Рис. 1. Нефтегазоносные провинций России

Классификация и виды минеральных ресурсов

Минералы можно классифицировать различными способами, в том числе по химической или кристаллической группе, цвету, прочности и принадлежности к какому-либо элементу. В качестве первичной таблицы минералогии со всеми минералами, относящимися к конкретной химической группе, была принята Система классификации Дана. Виды:

1. Горючие (табл.1) (лидеры по востребованности во всем мире – уголь, нефть и природный газ).
2. Негорючие (табл.1), которые, в свою очередь, делятся на:
   • Рудные (например, золото, серебро и т.д.);
   • Нерудные (известняк, калий и др.).

Таблица 1. Классификация минеральных ресурсов

Отдельно необходимо выделить так называемые стратегические минералы. Они:

• Определяются экономическим значением, военной необходимостью и доступом.
• Играют национально-географическую роль. Стратегический для одной страны минерал (должен полагаться на импорт для удовлетворения потребностей добытчиков), не будет таковым для другого государства с собственными внутренними ресурсами или отсутствием потребности в использовании. Особенно на территории Саудовской Аравии, нефтяные магнаты которой разбогатели на залежах единственного минерала – нефти. Добыча этого минерала здесь составляет 585,7 млн т/год.

Медь и алмаз – примеры природных минералов, состоящих из одного элемента. Все остальные минеральные группы состоят из одного или нескольких металлических в сочетании с другими элемент. Наиболее масштабная из них, встречающаяся на территории Западной Европы, – силикаты, которые содержат различное количество кремния и кислорода (например, кварц и полевой). Другие группы включают сульфиды, которые состоят из оксида серы с кислородом, водой или гидроксилом, а также остальные вещества и элементы. Более детальная информация о классификации и систематики минеральных видов содержится в таблице 2.

Таблица 2. Классификация минералов

Добыча минеральных ресурсов

Если минерал недоступен просто на поверхности, его нужно добывать. Он является экономической характеристикой и товаром, добытым для потенциального использования или внутренней ценности. Большая часть комфорта, которым мы наслаждаемся сегодня, зависит от обильного использования минеральных ресурсов. Вещи, которые мы используем каждый день – от карандашей до компьютеров – сделаны из минералов и других материалов, добытых из недр земли, в том числе и на территории России.

Важно! Несмотря на беспокойство о том, что некоторые ресурсы полезных ископаемых в течение нескольких десятилетий полностью исчерпаются, поставки большинства основных минералов не являются непосредственной проблемой. Фактически, известные бедные запасы большинства основных минеральных ресурсов за последние два десятилетия увеличились, несмотря на рост населения, что привело как к увеличению спроса, так и к потреблению минералов.

Добыча минеральных ресурсов определяется геологическими причинами, а благоприятные районы определяют культурные и другие (например, территориальные) показатели всего мира. К ним относятся:

• Доступность основных магистралей и железных дорог.
• Археологические свидетельства древней добычи руды.
• Исторические свидетельства предыдущей деятельности горнодобывающей промышленности.
• Случайные открытия.
• Наличие геологической информации о породах.
• Спрос на полезные ископаемые.

Рис. 2. Добыча газа в Баренцевом море

Факторы, которые следует учитывать при поиске и добыче минеральных ресурсов:

• Вероятность успешного поиска.
• Стартовые капитальные и текущие затраты на добычу, переработку и сбыт минерального сырья.
• Уровни будущего спроса и текущая стоимость.
• Политические риски.
• Риски, связанные с изменением рыночных условий и развитием заменителей.

В отличие от других отраслей, горнодобывающая промышленность не имеет такого свободного выбора места проведения работ: она может разворачиваться только в районах, где минералы сосредоточены на поверхности или под землей.

Важно! Добыча металлов включает сложную и длинную серию этапов, каждый из которых требует значительных капиталовложений и сотрудничества с учеными. Этап разведки и разработки от первоначального открытия залежей до добычи может занять до 10 лет, а в некоторых случаях даже дольше.

Гарантии эффективной добычи

В дополнение к исключению любых остаточных рисков истощения ресурсов процесс включает обеспечение качества воды и воздуха, минимизацию наводнений, эрозии и повреждение живой природы и мест обитания ее жителей, а также обеспечение замены верхнего слоя почвы и насаждение соответствующих видов растений. Чтобы снизить опасность, разработка минеральных ресурсов проводится в районах, где:

• Имеются исторические свидетельства наличия минералов.
• Доступны карты и данные геологического анализа.
• Уже есть свидетельства наличия руды.
• Уже проводится (проводилась) добыча полезных ископаемых.
• Распространены инвестиционные площадки.
• Добыча известных полезных ископаемых ведется путем разработки новых технологий.
• Есть ресурсы для изучения потенциальных минералов.

При планировании добычи минеральных ресурсов обычно не принимаются во внимание страны с критической политической нестабильностью и государственными ограничениями на иностранные инвестиции.

Рис. 3. Добыча нефти в Ханты-Мансийском автономном округе Югра

Влияние добычи минеральных ресурсов

Существует ряд определенных влияний и последствий, вызываемых добычей и разработкой минеральных ресурсов. К ним относятся:

Экологические конфликты

• Столкновение коммерческих интересов (поддерживается безработными) и группами, стремящимися сохранить эстетические качества местных земель.
• Возникновение городов-призраков, оставшихся после закрытия карьеров и прекращения работ.
• Конфликты между коренными жителями, претендующими на права на землю, и международными горнодобывающими компаниями, использующими землю для добычи минеральных ресурсов.

Экономические последствия

• Содействие рациональному экономическому росту в стране – занятость, потребительские товары и т.д.
• Промышленное развитие периферийных регионов – рынки, транспорт, энергетика, школы и т.д.
• Создание анклавов, в которых горнодобывающие предприятия остаются вдали от большого скопления людей.

Рис. 4. Месторождение газа в Новом Уренгое

Воздействие на окружающую среду

• Транспортировка, рафинирование и переработка полезных ископаемых загрязняет воздух и воду.
• Выведение кислот (из заброшенных участков) загрязняет грунтовые и поверхностные воды.
• Эрозия отходов из шахт попадает в потоки и заполняет плотины и водохранилища
• Продуктом окисления богатых серой пород является серная кислота, которая течет в ручьи и озера, уничтожая рыбу и среду обитания.
• Работа карьеров и шахт создает шум и пыль, разрушает среду обитания диких животных, по крайней мере временно.
• Поверхностная добыча вызывает падение уровня грунтовых вод, что приводит к высыханию муниципальных и сельскохозяйственных скважин на прилегающих землях.

Вмешательство правительства

Использование цианида при некоторых видах горных работ (например, для добычи золота) и выбросы газов, пыли и других частиц оказывают негативное воздействие на почву, воду и воздух. На качество воды также может влиять примесь металла или его осадок. Самой большой мировой проблемой, стоящей перед горнодобывающей промышленностью, считается отведение кислот, что нарушает стабильность водных экосистем.

Рис. 5. Добыча нефти в Ямало-Ненецком автономном округе

Почему правительству стоит вмешиваться в добычу минеральных ресурсов:

• Обеспечение и поддержка промышленного роста.
• Обеспечение продолжения экономического роста.
• Обеспечение безопасности страны путем использования полезных ископаемых для производства оружия.
• Содействие экономическому развитию по всей стране.
• Стабилизация самодостаточности страны в стратегических минералах.

Поэтому правительство большинства стран обязано контролировать добычу и использование собственных минеральных ресурсов. При этом форма вмешательства зависит от уровня экономики и финансового положения в государстве.

Развивающиеся страны

Торговля минералами контролируется многонациональными компаниями из развивающихся стран. Чтобы увеличить свою долю прибыли от добычи полезных ископаемых, несколько развивающихся стран приняли меры, в том числе:

• Формирование организаций-производителей для контроля предложения и цены.
• Национализация активов многонациональных горнодобывающих компаний правительствами разных стран.

Рис. 6. Добычи угля в России

Продвинутая капиталистическая экономика

Для вмешательства в добычу минеральных ресурсов было разработано несколько механизмов:

• Торговое регулирование — разработано для уменьшения потока импорта в государство. Сюда относятся:
  • Тарификация импортного сырья (налог на импортируемые минеральные ресурсы);
  • Премии и дотации по объему импортируемых полезных ископаемых за счет импортных квот;
  • Общие запреты на импорт и эмбарго на экспорт;
  • Лицензии на импорт.
• Привлечение инвестиций — проявляется в таких факторах:
  • Продвижение технологии;
  • Благоприятные условия кредитования;
  • Субсидии на торговлю, прямые гранты и займы с низким процентом;
  • Государственный андеррайтинг рисков для частного сектора.
• Налогообложение включает:
  • Налог на единицу продукции или процент от ее стоимости;
  • Налог на прибыль или чистый доход;
  • Налог на стоимость капитала – налогообложение стоимости имущества, принадлежащего компании.
  • Налоговые льготы – предоставление бесплатного налогового статуса для компании, занимающейся разработкой и добычей минеральных ресурсов.
• Фиксация цены.
• Предоставление исключений в области регулирования природоохранной деятельности для поощрения добычи минеральных ресурсов.

Добыча, переработка и транспортировка минералов оказывают влияние на окружающую среду, а также на потенциальное здоровье и безопасность тех, кто работает в этой отрасли. Смягчение разрушения ландшафтов и экосистем параллельно с бесперебойной добычей и поставкой важнейших полезных ископаемых является постоянной первостепенной технологической задачей. В видео, с которым мы рекомендуем вам ознакомиться, более подробно раскрыта тема минеральных ресурсов России.