Полезные ископаемые делятся на 3 группы
- 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
№ | Название | Характеристика | Пример | |
1 | горючие | Энергоносители | нефть, уголь, | |
газ | ||||
2 | рудные | подвергаются металлургическому | железная руда | |
переделу с целью получения | ||||
металла | ||||
3 | нерудные | составляют 4 подгруппы: | Песок, пирит, | |
1. | строительное сырье; | мел, соль, | ||
2. | индустриальное сырьё | фосфориты |
3.горно-химическое сырье;
4.агрономическое сырье (для получения минерального
удобрения)
Проблема минерального сырья
•Месторождения полезных ископаемых крайне неравномерно расположены на поверхности Земли. Причем как по месту залегания, так и по их разнообразию. Существуют участки земной поверхности богатые полезными ископаемыми разных типов, а есть бедные ими. Зачастую месторождения полезных ископаемых образуют более или менее многочисленные группы – «рудные районы», «рудные узлы» и «рудные пояса», расположение которых контролируется конкретными геологическими структурами (например, крупными разломами). Поэтому один из древних, эмпирических законов геологии гласит: «Ищи руду около руды».
•Запасы любого из полезных ископаемых ограничены (как в любом из месторождений, так в мире в целом). И уже сейчас наша цивилизация испытывает недостаток многих его видов.
•Неравномерная обеспеченность разных стран полезными ископаемыми, неравномерное и не справедливое их потребление, а так же явно не справедливые цены на минеральное сырье породили противоречия между странами, добывающими полезные ископаемые и потребляющими их.
•В настоящее время торговля полезными ископаемыми приносит прибыль тому, кто их использует – покупателю, а продавцу достаются экологические проблемы от последствий разработки месторождений и нехватка минеральных ресурсов для нужд собственной экономики.
•Все эти противоречия получили название «Проблемы минерального сырья».
Социально-экономическое значение полезных ископаемых
•Во все времена горное производство – добыча и переработка полезных ископаемых было одним из самых сложных технически и экологически вредных производств
•Современная экономика организована так, что она может только «расти», из-за этого мы вынуждены добывать всё больше полезных ископаемых и всё больше расширять их ассортимент
•Из-за низкого содержания полезных компонентов приходится добывать и перерабатывать гигантское количество горных пород – до 100 млрд.тонн в год
•Содержание полезного компонента в рудах всё время понижается, добывать её всё труднее, а цена на минеральное сырье… уменьшается
•Кроме того, даже при сохранении «машинного» пути развития, наша цивилизация объективно не нуждается в таком количестве добываемых полезных ископаемых для удовлетворения основных потребностей человечества
Уровни организации вещества Земли
Вещество Земли по своей организации имеет несколько уровней (иерархических ступеней)
•Земля как планета (космическое тело)
•Геосферы
•Геологические тела
•Горные породы
•Минералы
•Химические элементы
Химические элементы
На сегодня известно около 108 химических элементов (таблица Менделеева). 90 из них встречается в природе, остальные были синтезированы искусственным путем.
87 химических элементов (из 108) обнаружены в природе в самородном состоянии, но это чаще всего
единичные находки.
Изотопы (греч. «исос» — равный, топос» — место) обладают теми же свойствами, зарядом ядра и порядковым номером, что и соответствующий химический элемент, но отличаются от него атомным весом.
Внастоящее время на Земле установлено около 300 химических элементов и их изотопов.
Минералы
•Минералы – это природные химические
соединения или (значительно реже) самородные химические элементы, которые образуются в недрах земли в результате естественных физико- химических реакций и обладают примерно постоянными: химическим составом, внутренним строением и физическими свойствами.
Минералы
В настоящее время в природе известно около 3000 самостоятельных минералов и не менее 5000 их разновидностей. Однако более-менее часто и в больших количествах встречается 40- 50 минералов.
Именно они слагают основной объём любой из горных пород – «породообразующие минералы».
Минералы
Различные химические элементы проявляют разную способность к образованию минералов. Количество минералов, которые образует в земной коре данный химический элемент, зависит от его распространенности на Земле. Так, например:
•кислород (O) – являясь самым распространенным на Земле из химических элементов, входит в состав около 2000 минералов;
•кремний (Si) – четыреста тридцать минералов,
•алюминий (Al) – более трехсот минералов
•железо (Fe) – образует более 200 самостоятельных минералов
•свинец (Pb) – более полутора сотен минералов
•никель (Ni) – около пятидесяти минералов
•кадмий (Cd) – образует только 6 минералов;
•бром (Br) – занимает доли процента объема Земли. Образует всего один свой минерал, который встречается очень редко. Данный химический элемент гораздо чаще встречается в минералах в рассеянном виде.
•йод (J), германий (Gе), галлий (Ga), рений (Re), радий (Ra) – это рассеянные элементы, не образующие своих минералов.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ МИНЕРАЛОВ Происхождение минерала = генезис минерала = способ
образования минерала
•Минералы эндогенного (глубинного) происхождения
•1. Минералы магматического происхождения образуются в результате кристаллизации так называемой магмы – огненно–жидкого силикатного расплава.
•2. Минералы пневматолитового происхождения кристаллизуются из горячих паро-газовых смесей.
•3. Минералы гидротермального происхождения образуются путем осаждения из горячих (50 – 100 оС) или перегретых (100 – 400 оС) водных растворов.
•4. Минералы метаморфического происхождения образуются в результате перекристаллизации минералов и горных пород в недрах Земли под действием высоких температур и давлений без плавления вещества.
•Между всеми перечисленными процессами образования минералов и горных пород наблюдаются взаимные переходы, и в природе не всегда удается их четко разделить.
•Минералы экзогенного (поверхностного) происхождения
•1. Минералы гипергенного происхождения возникают в результате процессов изменения и химического разложения минералов и горных пород на поверхности Земли или вблизи нее. Этот процесс обычно называют химическим выветриванием.
•2. Минералы седиментогенного происхождения образуются в результате выпадения в осадок различных соединений растворенных в воде (морской, речной, озерной и т.п.) Осаждение может происходить как чисто химическим путем – из пересыщенных растворов, или биохемогенным – если вещество извлекается из раствора организмами. Интересно, что в последнем случае осаждение минералов и их накопление может происходить при резком недосыщении раствора данным веществом.
•3. Минералы диагенетического происхождения образуются в уже накопившемся осадке на дне водоема в процессе превращения полужидкого водонасыщенного осадка в твердую горную породу. Результатом этих процессов являются окаменение осадков (литификаиия) и образование плотных осадочных горных пород.
•4. Минералы биогенного происхождения образуются при жизни или вскоре после отмирания организмов, накапливающих значительные количества углекислых солей, фосфатных и кремнекислых соединений.
Происхождение минералов
Примечание: минералы различают по способу и условиям образования, а не по месту современного нахождения в земной коре. В результате застывания вулканической лавы на поверхности Земли образуются эндогенные минералы, а в иле на дне океана (на глубине 5 – 10 км) – экзогенные осадочные минералы. В результате тектонических движений и других геологических процессов гипергенные минералы могут оказаться в недрах Земли, перекрытые слоем горных пород толщиной в несколько километров, а глубинные – на поверхности планеты.
Источник