Минералы и полезные ископаемые земной к
- Бизнес статьи
- Полезные ископаемые: понятие, характеристика, классификация. Виды полезных ископаемых (таблица)
Полезные ископаемые – это образования земной коры, состоящие из минералов, химические и физические свойства которых позволяют применять их в производственно-бытовой сфере. Без многообразия веществ, которыми богата Земля, наш мир бы не был таким разнообразным и развитым. Технический прогресс был бы недостижим и непомерно сложен. Рассмотрим понятие, виды полезных ископаемых и их характеристику.
Понятия и термины, относящиеся к теме
Прежде чем разбирать виды полезных ископаемых, необходимо знать специфические определения, касающиеся этой темы. Так будет легче и проще со всем разобраться. Итак, полезные ископаемые – это минеральное сырье или образования земной коры, которые могут иметь органическое или неорганическое происхождение и применяться в производстве материально-вещественных предметов.
Месторождением полезных ископаемых называют скопление некоторого количества минерального вещества на поверхности или в недрах Земли, которые разделяют на категории в зависимости от области применения в промышленности.
Рудой называют минеральное образование, возникшее в природных условиях и состоящее из таких компонентов и в таком соотношении, что ее использование возможно и целесообразно для промышленно-технической сферы.
Когда начали добывать полезные ископаемые?
Доподлинно неизвестно, когда именно произошла первая добыча ископаемых. По данным историков, открыли завесу древние египтяне. Экспедиция была отправлена на Синайский полуостров в 2600 году до нашей эры. Предполагалось, что они добудут слюду. Однако произошел прорыв в знаниях древних жителей о сырье и материалах: была найдена медь. О добыче и обработке серебра известно из истории Греции. Римляне узнали о такие металлах, как цинк, железо, олово и свинец. Основав шахты от Африки до Британии, Римская империя осуществляла их добычу, а затем использовала для изготовления орудий.
В XVIII веке после промышленной революции полезные ископаемые стали остро необходимы. В связи с чем их добыча развивалась быстрыми темпами. Современные технологии основываются на открытиях именно того периода. В XIX веке произошла знаменитая «золотая лихорадка», в ходе которой было добыто огромное количество драгоценного металла – золота. В тех же местах (Южной Африке) открыли несколько месторождений алмазов.
Характеристика полезных ископаемых по физическому состоянию
Из уроков физики известно, что вещества способны находиться в одном из четырех агрегатных состояний: жидком, твердом, газообразном и плазматическом. В обычной жизни каждый без труда может пронаблюдать первые три. Полезные ископаемые, как и любые другие химические соединения, могут быть обнаружены на поверхности Земли или в ее недрах в одном из трех состояний. Таким образом, виды полезных ископаемых в первую очередь делятся на:
- жидкие (минеральные воды, нефть);
- твердые (металлы, угли, руды);
- газообразные (природный газ, инертный газ).
Каждая из групп – важная и неотъемлемая часть промышленной жизни. Многообразие ресурсов позволяет странам развиваться в технической и экономической сфере. Количество залежей полезных ископаемых – показатель богатства и благополучия страны.
Промышленные виды, классификация полезных ископаемых
После обнаружения первых минеральных пород, человек серьезно задумался о том, какую пользу они могут принести в его жизнь. С зарождением и развитием промышленности была сформирована классификация месторождений полезных ископаемых на основе их использования в технической сфере. Рассмотрим эти виды полезных ископаемых. Таблица содержит полную информацию об их характеристике:
| Тип месторождения ископаемого | Группы в его составе | Виды ископаемых |
| Горючие (топливные) | Твердое состояние | Торф, уголь |
| Жидкое/газообразное состояние | Газ, нефть | |
| Металлические | Металлы черные | Марганец, хром, титан, железо |
| Металлы цветные | Свинец, медь, кобальт, алюминий, никель | |
| Металлы благородные | Платина, золото, серебро | |
| Металлы редкие | Олово, тантал, вольфрам, ниобий, молибден | |
| Радиоактивные соединения | Торий, радий, уран | |
| Неметаллические | Сырье горнорудное | Слюда, магнезит, тальк, известняк, графит, глины, пески |
| Сырье химическое | Флюорит, фосфорит, барит, соли минеральные | |
| Строительные материалы | Мрамор, гипс, гравий и песок, глины, облицовочные камни, цементное сырье | |
| Камни самоцветные | Камни драгоценные и поделочные |
Рассмотренные виды полезных ископаемых вместе с запасами пресной воды являются главной характеристикой богатств земли или отдельной страны. Это типовая градация минерально-сырьевых ресурсов, при помощи которой все природные вещества, используемые в промышленно-бытовой сфере, сгруппированы в зависимости от физических и химических свойств. Познакомимся с каждой категорией отдельно.
Горючие ископаемые
К какому виду полезных ископаемых относится нефть? А газ? Полезное ископаемое чаще представляется твердым металлом, нежели непонятной жидкостью или газом. С металлом знакомы с раннего детства, тогда как понимание, что такое нефть или даже бытовой газ, приходит немного позже. Итак, к какому виду, согласно уже изученных классификаций, стоит отнести нефть и газ? Нефть – к группе жидких веществ, газ – к газообразным. Исходя из их применения, однозначно, к горючим или, по-другому, топливным полезным ископаемым. Ведь нефть и газ используются в первую очередь в виде источника энергии и тепла: на них работают двигатели машин, ими отапливаются жилые помещения, с их помощью готовят еду. Сама энергия высвобождается за счет горения топлива. А если посмотреть еще глубже, то этому способствует углерод, который входит во все горючие ископаемые. К какому виду полезных ископаемых относится нефть, разобрались.
Какие еще вещества сюда относятся? Это твердые топливные соединения, образующиеся в природе: каменный и бурый уголь, торф, антрацит, горючий сланец. Рассмотрим краткую их характеристику. Виды полезных ископаемых (горючие):
- уголь – первое горючее, которое начал использовать человек. Основной источник энергии, используемый в масштабных размерах на производстве, именно благодаря этому ископаемому произошла промышленная революция. Образуется он за счет остатков растений без доступа воздуха. В зависимости от удельной массы углерода в угле различают его разновидности: антрациты, бурый и каменный уголь, графиты;
- горючий сланец был образован на дне морском около 450 млн лет назад из остатков растительности и животных. Состоит из минеральной и органической части. При сухой перегонке образует смолу, которая близка к нефти;
- торф – скопление не полностью разложившихся остатков растений в условиях болот, более половины его состава – углерод. Используется в качестве горючего, удобрения, теплоизоляции.
Горючие природные вещества являются важнейшими видами полезных ископаемых. Благодаря им человечество научилось вырабатывать и использовать энергию, а также создало множество отраслей промышленности. В настоящее время потребность в топливных ископаемых стоит очень остро для большинства государств. Это крупный сегмент мировой экономики, от которого зависит благополучие стран всего мира.
Металлические полезные ископаемые: виды, характеристика
Нам известны виды полезных ископаемых: топливные, рудные, нерудные. Первая группа успешно изучена. Продвигаемся дальше – рудные, или металлические, ископаемые – то, ради чего вообще зарождалась и развивалась промышленность. Еще с древних времен человек понял, что металл дает в повседневной жизни гораздо больше возможностей, чем его отсутствие. В современном мире уже невозможно представить жизнь без какого-либо металла. В бытовой технике и электронике, в домах, в ванной комнате, даже в маленькой лампочке – он повсюду.
Как добывают? Лишь благородные металлы, которые из-за своих химических свойств не вступают в реакцию с другими простыми и сложными веществами, можно найти в чистом виде. Остальные же активно взаимодействуют друг с другом, превращаясь в руду. Смесь металлов при необходимости разделяют или оставляют без изменений. Сплавы, образованные природой, «прижились» благодаря смешанным свойствам. Железо, например, можно сделать более твердым, если добавить к металлу углерод, получится сталь – прочное соединение, выдерживающее большие нагрузки.
В зависимости от индивидуальных характеристик, а также области применения рудные полезные ископаемые делятся на группы: черные, цветные, благородные, редкие и радиоактивные металлы.
Черные металлы
Черные металлы — это железо и его разнообразные сплавы: сталь, чугун и другие ферросплавы. Применяется в производстве самого различного направления: военном, судостроении, авиастроении, машиностроении.
Многие изделия из железа используются в повседневной жизни: из стали изготавливают кухонную утварь, ею покрывают многие элементы сантехники.
Цветные металлы
В группу цветных металлов входит большое количество полезных ископаемых. Название группы произошло от того, что многие металлы имеют специфический цвет. Например, медь — красная, алюминий — серебристый. Оставшиеся 3 вида полезных ископаемых (благородные, редкие, радиоактивные), по сути, являются подвидом цветных металлов. Многие из них смешивают в сплавы, т. к. в таком виде они обладают лучшими свойствами.
Цветные металлы классифицируют на:
- тяжелые – высокотоксичные с большим атомным весом: свинец, олово, медь, цинк;
- легкие, обладающие малой плотностью и весом: магний, титан, алюминий, кальций, литий, натрий, рубидий, стронций, цезий, бериллий, барий, калий;
- благородные в связи с высокой стойкостью практически не вступают в химические реакции, красивы на вид: платина, серебро, золото, родий, палладий, рутений, осмий;
- малые (редкие) – сурьма, ртуть, кобальт, кадмий, мышьяк, висмут;
- тугоплавкие обладают высокой температурой плавления и стойкостью к износу: молибден, тантал, ванадий, вольфрам, марганец, хром, цирконий, ниобий;
- редкоземельные – группу составляют 17 элементов: самарий, неодим, лантан, церий, европий, тербий, гадолиний, диспрозий, эрбий, гольмий, иттербий, лютеций, скандий, иттрий, тулий, прометий, тербий;
- рассеянные встречаются в природе только в виде примесей: теллур, таллий, индий, германий, ренний, гафний, селен;
- радиоактивные самостоятельно излучают поток радиоактивных частиц: радий, плутоний, уран, протактиний, калифорний, фермий, америций и другие.
Особое значение для человечества представляют алюминий, никель и медь. Развитые страны стремятся к увеличению их производства, т. к. количество этих цветных металлов напрямую влияет на технический прогресс в авиастроении, космонавтике, атомных и микроскопических приборов, электротехнике.
Неметаллические природные элементы
Подведем небольшой итог. Основные категории из таблицы «Виды полезных ископаемых» (топливные, рудные, нерудные) изучены. Какие же элементы относят к нерудным, т. е. неметаллическим? Это группа твердых или мягких полезных ископаемых, встречающихся в виде отдельных минералов или горных пород. Современной науке известно более сотни таких химических соединений, являющихся ничем иным, как продуктом природных процессов.
По масштабам их добычи и использования нерудные ископаемые опережают только топливные виды полезных ископаемых. Таблица ниже содержит основные породы и минералы, составляющие неметаллическую группу природных недр, и их краткую характеристику.
| Группа неметаллических минералов/пород | Вид породы/минерала | Характеристика |
| Сырье горнорудное | Асбест | Несгораемая горная порода. Применяют для изготовления огнестойких материалов, кровель, тканей противопожарных. |
| Известняк | Осадочная горная порода, широко используется в строительстве. При его обжиге получается негашеная известь. | |
| Слюда | Породообразующий минерал. По химическому составу подразделяется на алюминиевые, магнезиально-железистые литиевые слюды. Применяется в современной технике. | |
| Сырье химическое | Калийные соли | Осадочные горные породы, в состав которых входит калий. Используется в качестве сырья для химической промышленности и при изготовлении калийных удобрений. |
| Апатит | Минералы, содержащие большое количество фосфорных солей. Применяют для изготовления удобрений, а также в производстве керамики. | |
| Сера | Встречается в виде руды самородной серы и в соединениях. Используется в основном для производства серной кислоты, при вулканизации каучука. | |
| Строительные материалы | Гипс | Сульфатный минерал. Применяется в различных сферах деятельности человека. |
| Мрамор | Горная порода, основанная на кальците. Используют в электротехнике, для изготовления штукатурки и мозаики, памятников. | |
| Камни самоцветные | Драгоценные | Обладают красивым рисунком или цветом, блестят, легко поддаются шлифовке и огранке. Применяются для изготовления ювелирных украшений и прочего декора. |
| Полудрагоценные | ||
| Поделочные |
Нерудные виды полезных ископаемых очень важны для разных отраслей производства, строительства, а также необходимы в повседневной жизни.
Классификация ресурсов по исчерпаемости
Помимо градации полезных ископаемых по их физическому состоянию и характеристикам, рассматривают показатели их исчерпаемости и возобновляемости. Основные виды полезных ископаемых подразделяют на:
- исчерпаемые, которые в определенный момент могут закончиться и будут недоступны к добыче;
- неисчерпаемые – относительно неиссякаемые источники природных ресурсов, например, солнечная и ветровая энергия, океаны, моря;
- возобновимые – ископаемые, которые на определенном уровне исчерпаемости могут быть частично или полностью восстановлены, например, леса, почва, вода;
- невозобновимые – если ресурсы были полностью исчерпаны, возобновить их, как правило, не удается;
- заменимые – ископаемые, которые можно при необходимости заменить, например, топливные виды.
- незаменимые – те, без которых жизнь будет невозможной (воздух).
Природные ресурсы требуют бережного отношения и рационального использования, так как большинство из них имеют исчерпываемый предел, а если и будут возобновимы, то очень нескоро.
Полезные ископаемые играют важную роль в жизни человека. Без них не было бы технических и научных открытий, да и привычной жизни в целом. Результаты их добычи и переработки окружают нас повсюду: здания, транспорт, коммунально-бытовые блага, медикаменты.
Источник
География. 5 класс
Тема. Горные породы, минералы и полезные ископаемые.
Планируемые результаты:
предметные:
— должны знать происхождение магматических, осадочных,
метаморфических горных пород.
метапредметные:
— должны уметь определять по их признакам наиболее распространенные горные породы, сравнивать;
— приводить примеры горных пород разного происхождения;
— объяснять взаимосвязь между условиями образования горных пород и их свойствами.
личностные:
— проявляют потребность в самовыражении и самореализации.
Характеристика деятельности обучающихся:
— классифицировать горные породы;
— описывать по плану минералы и горные породы школьной коллекции;
— сравнивать свойства горных пород различного происхождения.
Образовательные ресурсы:
— образцы горных пород.
Тип урока: актуализация знаний и умений.
Методы и формы обучения: рассказ, беседа, практическая работа.
Ход урока:
I.Организационный момент.
II.Повторение изученного материала.
1)Устный опрос по изученной теме:
-Дайте определение понятия «литосфера».
-Что называется внутренними силами Земли?
-Какие процессы происходят под воздействием внешних сил Земли?
-Для чего необходимо изучать внутренние процессы Земли?
2)Заслушать письмо другу о своем путешествии.
3)Заинтересовать учеников рассказом о том, что уголь, стержень простого карандаша и алмаз – это «одно и тоже»! (Состоят из углерода – С!)
III.Изучение нового материала.
(В углу доски формируем словарик новых слов и терминов по ъоду изложения нового материала)
1.Рассказ учителя.
-Где вы встречали горные породы?
Горные породы слагают земную кору. Термин «горная порода» остался от былых времен. Во времена зарождения науки геологии руду добывали в основном в горах, так и закрепилось название. Теперь мы знаем, что говоря о горных породах, будем подразумевать всю каменную поверхность планеты.
В природе известно несколько тысяч видов горных пород. Многие из них человек добывает и использует в хозяйственной деятельности. Можете ли вы привести примеры? (Ученики приводят примеры.)
2.Работа с образцами горных пород.
(Рассматривая горные породы, сразу даем условный знак того или иного полезного ископаемого).
-Рассмотрите образцы горных пород: полевой шпат, слюда, кварц.
Это наиболее распространенные горные породы.
Полевые шпаты составляют половину массы земной коры. Даже название они получили из-за повсеместного распространения. Они встречаются везде: и в поле, и в горах.
Кварц – тоже одна из распространенных горных пород. Бесцветный кварц называется горным хрусталем; есть также кварцы других цветов: желтого, коричневого, черного, фиолетового.
-Чем различаются предложенные вам горные породы? (Цветом, блеском, твердостью, прозрачностью). В чем же причина разнообразия горных пород? Главная причина – это различие в условиях их образования и те изменения, которые происходят с ними в земной коре и на поверхности.
Магматические горные породы
По происхождению горные породы можно разделить прежде всего на магматические и осадочные.
Все начинается глубоко под землей. Вещество мантии проникает в земную кору. Оно находится в расплавленном состоянии и называется магмой (от греческого «магма» — густая мазь).
Магма – расплавленное вещество мантии, насыщенное газами и парами воды.
Горные породы, образованные из расплавленной магмы при ее остывании, называют магматическими. С магматическими горными породами связано большинство месторождений руд металлов.
Вначале возникли породы из магмы,
Они первородные самые как бы,
Тяжелый гранит в глубине остывал,
Базальт на поверхности лавою стал.
Породы весьма симпатичные,
Увесистые, магматичные…
Строение магматических горных пород зависит от скорости остывания магмы.
На глубине она остывает медленнее. Образуются горные породы глубинные. Например, гранит.
Магма может подниматься по трещинам и разломам на земную поверхность, при этом застывает быстрее. Образуются излившиеся магматические горные породы. Например, базальт.
Если магма содержит много газов, то она при излиянии вспенивается, газы улетучиваются, и такая горная порода имеет губчатое, пористое строение. Например, пемза. Обычно же магматические горные породы плотные, твердые, тяжелые.
Осадочные горные породы
В отличие от магматических, эти породы образуются только на поверхности земли и на дне водоемов.
В их образовании большую роль играют внешние силы Земли. Твердые магматические горные породы трескаются, крошатся, и их обломки переносятся в другое место.
-Как вы думаете, под действием каких процессов происходит разрушение магматических пород? (Ветер, ледник, водный поток.)
В летнее или дневное время, при солнечном прогревании, породы расширяются, а зимой или в ночное время – охлаждаются, сжимаются. Из-за этого они начинают дробиться, растрескиваться и рассыпаться. Валуны, щебень, галька, песок, глина и ил оседают на дне морей, рек, озер или накапливаются на суше. Поэтому и назвали такие породы осадочными. Можно выделить
Три группы осадочных горных пород:
Первая – обломочные – песок, глина, галька и др. Многие из них используются как строительные материалы.
Вторая – химические – поваренные и калийные соли, гипс. Они широко используются в химической промышленности, в сельском хозяйстве. Они образуются из водных растворов минеральных веществ.
Третья – органические – уголь, нефть, природный газ, горючие сланцы, торф, мел, известняк и др. Они накопились за миллионы лет на дне водоемов. Состоят они из останков растений и животных.
…Но прочность – не вечность,
И вот что случается:
Породы выветриванием разрушаются,
Дробятся на глыбы, обломки, пески,
Выносятся водами быстрой реки,
Река их по руслу таскает,
Обкатывает, отлагает.
А там, где горячие воды струятся,
Там в них минералы совсем растворятся.
Когда же раствор остывает,
То соль из него оседает.
А в толще морской или в темном болоте
Вы массу останков животных найдете,
А также растений отмерших останки,
Они образуют породы-осадки.
(Все то, что разрушено, переотложено,
Осело солями, останками сложено…)
3.Физкультминутка.
«Шуршат на дереве листы»
Шуршат на дереве листы,
(Потянуться, руки вверх.)
Шуршат осенние кусты,
(Руки опустить, присесть.)
Шуршит камыш,
(Встать, наклониться влево-вправо.)
И дождь шуршит.
(Ходьба на месте.)
А ты садись и не шурши,
(Приседания.)
И всё красиво напиши.
(Сесть за парты.)
4.Рассказ учителя.
Метаморфические горные породы
Если осадочные и магматические горные породы попадают на большую глубину, где высокая температура и очень большое давление, то с ними происходят превращения – «метаморфозы». Горные породы изменяются, приобретают новые свойства. Иногда первичные породы так изменяются, что трудно догадаться, какой породой они были до превращения. Только для некоторых горных пород можно с уверенностью установить исходную породу. Так образуется группа метаморфических горных пород.
…Но вот под давлением магма опять
Стремится земную кору разорвать,
И в месте такого вторжения
Наметятся вдруг превращения:
Сыпучий песок превратился в кварцит,
Был мел, очень мягкий, — вдруг мрамор лежит.
Такие породы, весьма специфические,
Зовутся геологами метаморфические.
Можно составить цепочки превращений:
-песок → песчаник → кварцит → кварц;
-известняк → мрамор;
-гранит →гнейс;
-графит →алмаз.
Со временем твердые метаморфические и магматические породы, оказавшись на поверхности, разрушаются и могут превратиться в осадочные обломочные породы.
Вывод: земная кора состоит из магматических, осадочных и метаморфических горных порол. Глубинные ее части в основном сложены магматическими и метаморфическими породами.
5.Работа с учебником.
-Рассмотрите рис.45 на стр.71.
-Перерисовать рис. 45 в тетрадь (дома) и выучить классификацию.
IV.Закрепление изученного.
1)Работа с перфокартами.
2)Рассмотрите таблицу горных пород в школьной коллекции и заполните таблицу:
Название | Цвет | Блеск | Твердость | Происхождение | Применение |
3)Дайте определение понятий: горная порода, магма, магматические, метаморфические, осадочные горные породы.
4)Найдите в списках «лишнюю» горную породу:
а) гранит, мрамор, алмаз (гранит – магматическая, остальные — метаморфические);
б) уголь, торф, гипс (гипс – осадочная порода химического происхождения, остальные — органического);
в) щебень, глина, базальт (базальт – магматическая, остальные — осадочные).
V.Домашнее задание.
Прочитать §21 стр.71-73.
Заполнить таблицу в задании 8, подготовить информацию о горных породах (задания 9 и 10) на стр.73.
Можно подобрать стихотворения на русском, украинском и крымскотатарском языках и выпустить буклет «Малахитовая шкатулка».
VI.Дополнительный материал.
Предложить сказки Бажова прочитать.
Можно предложит написать сказку о гномах подземелья и минералах.
Можно предложить собрать свой набор «Горные породы и минералы».
Задание 1.
Захар Загадкин послал своему другу Фоме Отгадкину телеграмму. Помогите её разгадать.
Прошу выслать почтой 12 образцов горных пород и минералов: ШТАТ, МЕЛЬ, ПЛОТИНА, ДОЛОТО, ГРАФИН, УГОРЬ, МЕРА, ЦИРК, СЛОВО, УПАЛ, ЯНВАРЬ, ПЕНЗА.
Ответ: шпат, медь, платина, золото, графит, уголь, сера, цинк, олово, опал, янтарь, пемза.
Задание 2.
Разгадайте кроссворд. Если в кроссворд вписываются несколько разных минералов, не беда. Это принесет вам дополнительные очки.
Ответ: малахит, гипс, нефелин, магнетит, графит, кварц, слюда, магнезит, олово.
Источник