Как образуются полезные ископаемые. Осадочные и магматические полезные ископаемые россии и других частей света. Методы изучения химического состава

Теория неомобилизма

Любой участок к каменной оболочки Земли – литосферы– постоянно перемещается по горизонтали, хотя и очень медленно, со скоростью не превышающей нескольких десятков сантиметров в год.

Долгое время считалось, что литосфера образовалась при остывании огненно-жидкой плазмы. По этой причине ученые считали, что она как-бы плавает на подстилающем расплавленном веществе. При этом, оказалось, что под земной корой вещество находится в твердом состоянии, вплоть до границы с ядром Земли, а очаги магмы, время от времени изливающейся в вулканических областях, образуются среди твердых пород лишь время от времени. Существует теория (Баррел, 1914) что в мантии существует астеносфера, ᴛ.ᴇ. ʼʼослабленная оболочкаʼʼ разогретых и относительно пластичных горных пород. Полвека спустя эта теория подтвердилась. Астеносфера обнаружила себя как проводник сейсмических волн и электрических токов.

Итак, литосфера плавает на астеносфере; при этом, она поднимается, опускается и скользит в горизонтальном направлении относительно нижней мантии и ядра Земли. Земная кора участвует во всœех движениях как составная часть литосферы.

Каменная оболочка Земли не представляет собой единого целого. Она делится на части, называемые литосферными плитами. Сейчас на земле 7 больших и несколько более мелких плит. Именно на границах литосферных плит происходят землетрясения, так как там накапливаются напряжения, происходят смещения одной плиты относительно другой. Плиты могут расходиться (дивергентность), сходиться (конвергентность), а также двигаться (как бы скользить) горизонтально одна относительно другой (трансформный разлом).

По мере того, как две плиты расходятся, зияние между ними заполняется веществом, вышедшим из глубины, при этом происходит образование новой коры. В другом месте одна плита пододвигается под встречную и затягивается мантией на глубину, где под высоким давлением уплотняется и начинает погружаться, ʼʼтонутьʼʼ в вязкой астеносфере, опускаясь на поверхность нижней мантии. Вместе с литосферой движутся и континœенты, при столкновении двух континœентов (коллизия) происходит нагромождение высочайших гор, к примеру Памир, Альпы, Гималаи.

Месторождения полезных ископаемых образуются только во внешней оболочке Земли – рудосфере. В ней происходит постоянный круговорот веществ. Породы и руды, возникающие на больших глубинах, поднимаются наверх и образуют горные хребты и возвышенности. Далее Солнце, вода и ветер разрушают их и в виде обломков и растворов переносят в моря и озера. Постепенно там накапливаются 1000-метровые толщи песков, глин, солей и других осадочных пород, которые погружаются в глубинные части Земли. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, завершается цикл круговорота вещества.

Месторождения образуются на любом этапе круговорота вещества. Вначале на больших глубинах при высоких температурах (800 0 С) и давлении (1000 кг/см 2) твердое вещество превращается в магму. Она под давлением устремляется вверх. По пути часть расплава застывает, а часть, вырвавшись наружу, изливается в виде лавы, пепла и застывших обломков (туфов).

По мере остывания магмы сначала выделяются минœералы, которые образуют руды никеля, меди, хрома, титана, алмазов и др.
Размещено на реф.рф
После затвердевания расплава от только что застывшей, но еще горячей массы отделяются газы и вода с растворенными в ней рудными элементами. Горячие растворы проникают по трещинам за пределы рудного тела, и далее кристаллизуются в разнообразные минœералы, образующие месторождения золота͵ платины, желœеза, свинца, цинка и т.д. Эти месторождения обычно залегают в виде жил в трещинах и пустотах твердых горных пород.

Внутри вулканов, на небольших глубинах, из низкотемпературных растворов образуются богатые золото-серебрянные месторождения.

Из застывшей на глубинœе магмы образуются такие породы, как медные и никелœевые руды, хром, титан, платина и др.

Самая большая и разнообразная по составу руд группа месторождений образуется из растворов, циркулирующих по трещинам. Эти растворы возникают при застывании магмы, содержащей много оксидов кремния. Из такой магмы образуются граниты. Как в самих гранитах, так и во вмещающих их породах отлагаются руды серебра, цинка, висмута и мн. др.
Размещено на реф.рф
элементов.

Руды образуются повсœеместно: на суше, в реках, озерах, морях и океанах. Наиболее активны эти процессы в горах и на плоскогорьях в жарком и влажном климате. Горы разрушаются ветром, водой, суточными колебаниями температуры и движущимися ледниками. В результате образуется большая масса обломков, которая перемещается по планете в направлении более низких ее участков. Реки активно переносят большее количество обломков, при этом наиболее прочные, тяжелые и химически инœертные частицы накапливаются в понижениях и излучинах рек.

Свою лепту в разрушение прибрежных скал вносят моря и океаны. В прибрежно-морских участках скапливаются запасы руд циркония, титана, олова и др.
Размещено на реф.рф
В морских галечниках сосредоточены основные запасы сапфиров, аметистов, агатов и мн. др.

В изолированных бассейнах, расположенных в жарких пустынных областях при интенсивном испарении выпадают в осадок различные соли; поваренные, калийные, а также соединœения, из которых добывают магний, калий, йод, бром и мн. др.

Бурная органическая жизнь в воде также участвует в образовании месторождений. Из скелœетов отмирающих организмов накапливаются огромные массы известняка и фосфора, который активно усваивают морские организмы.

Медленно и неумолимо вздымаются горные хребты, рядом с ними крупные участки земной коры погружаются в пучину океана и покрываются обломками, сносимыми речными потоками с разрушающихся горных кряжей. Накопившиеся осадочные толщи в конце концов оказываются на глубинах в несколько десятков километров, где под действием высоких температур (более 500 о С) и давления (более 1000 кг/см 2) полностью преобразуются. Глины превращаются в прочные горные породы – сланцы, легко раскалывающиеся на тонкие пластинки. Из пористых и легких известняков образуются разнообразные по рисунку и расцветке мраморы, обычные каменные угли превращаются в графит. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, происходит круговорот веществ в земной коре.

Существует множество природных месторождений важных для человека веществ. Это ресурсы, которые являются исчерпаемыми и которые следует беречь. Без их разработки и добычи многие стороны жизни людей были бы крайне затруднительными.

Полезные ископаемые и их свойства - это объект и предмет изучения геологии горного дела. Результаты, полученные ей, используются в дальнейшем для переработки и производства многих вещей.

Полезные ископаемые и их свойства

Что вообще называют полезными ископаемыми? Это такие горные породы или минеральные структуры, которые имеют большое народно-хозяйственное значение и широко используются в промышленности.

Разнообразие их велико, поэтому свойства для каждого вида специфичны. Можно выделить несколько основных вариантов скоплений рассматриваемых веществ в природе:

• россыпи;
• пласты;
• жилы;
• штоки;
• гнезда.

Если же говорить об общем распространении ископаемых, то можно выделить:

• провинции;
• районы;
• бассейны;
• месторождения.

Полезные ископаемые и их свойства зависят от конкретного вида сырья. Именно этим определяется и область их использования человеком, а также способ добычи и переработки.

Виды полезных ископаемых

Существует не одна классификация рассматриваемого сырья. Так, если в основу положены признаки агрегатного состояния, то выделяют такие разновидности.

1. Полезное ископаемое твердое. Примеры: мрамор, соли, гранит, металлические руды, неметаллические.
2. Жидкое - подземные минеральные воды и нефть.
3. Газовое - природный газ, гелий.

Если же в основе подразделения на виды применение полезных ископаемых, тогда классификация принимает следующий вид.

1. Горючие. Примеры: нефть, горючие уголь, метан и другие.
2. Рудные или магматические. Примеры: все металлсодержащее рудное сырье, а также асбест и графит.
3. Нерудные. Примеры: все сырье, не содержащее металлов (глина, песок, мел, гравий и прочие), а также различные соли.
4. Камнесамоцветные. Примеры: драгоценные и полудрагоценные, а также (алмазы, сапфиры, рубины, изумруды, яшма, халцедон, опал, сердолик и прочие).

По представленному разнообразию очевидно, что полезные ископаемые и их свойства - это целый мир, который исследуется огромным количеством специалистов геологов и горняков.

Основные месторождения

Различные минеральные распространены по планете достаточно равномерно согласно геологическим особенностям. Ведь значительная часть из них образуется за счет платформенных подвижек и тектонических извержений. Можно назвать несколько основных континентов, которые наиболее богаты практически всеми видами сырья. Это:

• Северная и Южная Америка.
• Евразия.
• Африка.

Все страны, которые расположены на обозначенных территориях, широко используют полезные ископаемые и их свойства. В те же области, где своего сырья нет, проходят экспортные поставки.

Вообще, конечно, сложно определить общий план месторождений минеральных ресурсов. Ведь все зависит от конкретного вида сырья. Одними из самых дорогих являются драгоценные (содержащие благородные металлы) полезные ископаемые. Золото, например, есть везде, кроме Европы (из перечисленных выше континентов плюс Австралия). Оно ценится очень высоко, а его добыча - одно из самых распространенных явлений в горном деле.

Самой богатой на горючие ресурсы является Евразия. Горные полезные ископаемые (тальк, барит, каолин, известняки, кварциты, апатиты, соли) распространены практически повсеместно в большом количестве.

Добыча полезных ископаемых

Для того чтобы минеральное сырье извлечь и подготовить для использования, применяются разные методы.

1. Открытый путь. Необходимое сырье добывается прямо из карьеров. Со временем это приводит к образованию обширных оврагов, поэтому является не щадящим для природы.
2. Шахтный способ - более правильный, но дорогостоящий.
3. Фонтанный метод выкачивания нефти.
4. Насосный способ.
5. Геотехнологические методы обработки руды.

Разработка месторождений полезных ископаемых - это важный и необходимый процесс, однако приводящий к весьма плачевным последствиям. Ведь ресурсы исчерпаемы. Поэтому в последние годы особый упор делается не на больших объемах добычи минеральных ресурсов, а именно на их более правильном и рациональном использовании человеком.

Рудные (магматические) породы

К данной группе относятся самые важные и большие по объемам добычи полезные ископаемые. Руда - это такое образование минеральной природы, в котором содержится в большом количестве тот или иной нужный металл (другой компонент).

Места добычи и обработки такого сырья называются рудники. Классифицировать магматические породы можно на четыре группы:

• цветных;
• благородных;
• неметаллических компонентов.

Приведем примеры некоторых рудных минеральных ресурсов.

1. Железные.
2. Никелевые.
3. Аргентит.
4. Касситерит.
5. Берилл.
6. Борнит.
7. Халькопирит.
8. Уранинит.
9. Асбест.
10. Графит и другие.

Золото - рудное ископаемое

Есть среди рудных и особые полезные ископаемые. Золото, например. Его добыча была актуальна издревле, ведь оно всегда высоко ценилось людьми. Сегодня золото добывают и отмывают практически в каждой стране, на территории которой есть хотя бы небольшие его месторождения.

В природе золото встречается в виде самородных частиц. Самым крупным слитком стал найденный в Австралии весом почти в 70 кг пласт. Часто из-за выветривания месторождений и их размывов образуются россыпи в виде песчаных крупинок из этого драгоценного металла.

Из таких смесей его извлекают отмыванием и просеиванием. В целом, это не слишком распространенные и объемные по содержанию полезные ископаемые. Золото поэтому и называют драгоценным и благородным металлом.

Центрами по добыче данного рудного ископаемого являются:

• Россия.
• Канада.
• Южная Африка.
• Австралия.

Горючие ископаемые

К данной группе относятся такие минеральные ресурсы, как:

• бурый уголь;
• нефть;
• газ (метан, гелий);
• каменный уголь.

Применение полезных ископаемых такого рода - это топливо и сырье для получения различных химических соединений и веществ.

Уголь - это такое ископаемое, которое залегает на сравнительно небольшой глубине широкими пластами. Его количество ограничено в одном конкретном месторождении. Поэтому, исчерпав один бассейн, люди переходят на другой. В целом уголь содержит до 97% углерода в чистом виде. Сформировался он исторически, в результате отмирания и утрамбовывания растительных органических остатков. Процессы эти длились миллионы лет, поэтому сейчас запасов угля огромное количество по всей планете.

Нефть по-другому называют жидкое золото, что подчеркивает, насколько важным минеральным ресурсом она является. Ведь это основной источник высококачественного горючего топлива, а также различные ее составляющие - основа, сырье для химических синтезов. Лидерами по добыче нефти являются такие страны, как:

• Россия.
• Алжир;
• Мексика.
• Индонезия.
• Венесуэла.
• Ливия.

Который представляет собой смесь газообразных углеводородов, это также важное промышленное топливо. Относится к самому дешевому сырью, поэтому особенно масштабно используется. Страны-лидеры по добыче - Россия и Саудовская Аравия.

Неметаллические или нерудные виды

К данной группе относятся такие минералы и горные породы, как:

• глина;
• песок;
• галька;
• гравий;
• щебень;
• тальк;
• каолин;
• барит;
• графит;
• алмазы;
• кварц;
• апатиты;
• фосфорит и прочие.

Все разновидности можно объединить в несколько групп по области использования.

1. Горно-химические минералы.
2. Металлургическое сырье.
3. Технические кристаллы.
4. Строительные материалы.

К этой же группе часто относят и камнесамоцветные ископаемые. Области использования полезных ископаемых нерудной природы многогранны и обширны. Это сельское хозяйство (удобрения), строительство (материалы), стекловарение, ювелирное дело, техника, общехимическое производство, производство краски и так далее.

Осадочные полезные ископаемые наиболее характерны для платформ, так как там располагается платформенный чехол. Преимущественно это нерудные полезные ископаемые и горючие, ведущую роль среди которых играют , уголь, горючие сланцы. Они образовались из накопившихся в прибрежных частях мелководных морей и в озерно-болотных условиях суши остатков растений и животных. Эти обильные органические остатки могли накопиться лишь в достаточно влажных и теплых условиях, благоприятных для пышного развития . В жарких засушливых условиях в мелководных морях и прибрежных лагунах происходило накопление солей, использующихся как сырье в .

Добыча полезных ископаемых

Существует несколько способов добычи полезных ископаемых . Во-первых, это открытый способ, при котором горные породы добываются в карьерах. Он экономически более выгоден, так как способствует получению более дешевого продукта. Однако брошенный карьер может стать причиной образования широкой сети . Шахтный способ добычи угля требует больших затрат, поэтому является более дорогостоящим. Наиболее дешевый способ добычи нефти - фонтанный, когда нефть поднимается по скважине под нефтяных газов. Распространен также насосный способ добычи. Существуют и особые способы добычи полезных ископаемых. Они называются геотехнологическими. С их помощью из недр Земли добывают руду. Делается это закачиванием горячей воды, растворов в пласты, содержащие необходимое полезное ископаемое. Другие скважины откачивают полученный раствор и отделяют ценный компонент.

Потребность в полезных ископаемых постоянно растет, увеличивается добыча , но полезные ископаемые - это исчерпаемые природные ресурсы, поэтому необходимо более экономно и полно расходовать их.

Для этого есть несколько путей:

• снижение потерь полезных ископаемых при их добыче;
• более полное извлечение из породы всех полезных компонентов;
• комплексное использование полезных ископаемых;
• поиск новых, более перспективных месторождений.

Таким образом, основным направлением использования полезных ископаемых на ближайшие годы должно стать не увеличение объема их добычи, а более рациональное использование.

При современных поисках полезных ископаемых необходимо использовать не только новейшую технику и чувствительные приборы, но и научный прогноз поиска месторождений, который помогает целенаправленно, на научной основе вести разведку недр. Именно благодаря подобным методам были сначала научно предсказаны, а затем открыты месторождения алмазов в Якутии. Научный прогноз опирается на знание связей и условий образования полезных ископаемых.

Краткая характеристика основных полезных ископаемых

Самый твердый из всех минералов. По составу он - чистый углерод. Встречается в россыпях и в виде вкраплений в породах. Алмазы бывают бесцветные, но встречаются и окрашенные в различные цвета. Ограненный алмаз называется бриллиантом. Его вес принято измерять в каратах (1 карат = 0,2 г). Самый крупный алмаз найден в Южной : он весил более 3000 карат. Большинство алмазов добывается в Африке (98% от добычи в капиталистическом мире). В России крупные месторождения алмазов расположены в Якутии. Прозрачные кристаллы используются для изготовления драгоценных камней. До 1430 года бриллианты считались обычными драгоценными камнями. Законодательницей моды на них стала француженка Агнесса Сорель. Непрозрачные алмазы благодаря своей твердости используются в промышленности для резания и гравировки, а также для шлифовки стекла и камня.

Мягкий ковкий металл желтого цвета, тяжелый, на воздухе не окисляется. В природе встречается главным образом в чистом виде (самородки). Самый крупный самородок, весом в 69,7 кг, был найден в Австралии.

Золото встречается и в виде россыпи - это результат и размыва месторождения, когда крупинки золота освобождаются и уносятся в , образуя россыпи. Золото испрльзуют при производстве точных приборов и различных украшений. В России золото залегает на и в . За рубежом - в Канаде, . Так как в природе золото встречается в небольших количествах и добыча его связана с большими затратами, то оно и считается драгоценным металлом.

Платина (от испанского plata - серебро) - драгоценный металл от белого до серо-стального цвета. Отличается тугоплавкостью, стойкостью к химическим воздействиям и электропроводностью. Добывается главным образом в россыпях. Используется для изготовления химической посуды, в электротехнике, ювелирном и зубоврачебном деле. В России платина добывается на Урале и в Восточной Сибири. За рубежом - в Южной Африке.

Драгоценные камни (самоцветы) - минеральные тела, обладающие красотой окраски, блеском, твердостью, прозрачностью. Они подразделяются на две группы: камни, идущие на огранку, и поделочные. К первой группе относятся алмаз, рубин, сапфир, изумруд, аметист, аквамарин. Ко второй группе - малахит, яшма, горный хрусталь. Все драгоценные камни, как правило, имеют магматическое происхождение. Однако жемчуг, янтарь, коралл - минералы органического происхождения. Драгоценные камни применяются в ювелирном деле и в технических целях.

Туфы - горные породы различного происхождения. Известковый туф - пористая горная порода, образующаяся в результате осаждения углекислого кальция из источников. Такой туф используется для получения цемента и извести. Вулканический туф - сцементированный . Туфы применяются как строительный материал. Имеет разные цвета.

Слюды - горные породы, обладающие способностью расщепляться на тончайшие слои с гладкой поверхностью; в виде примесей встречаются в осадочных породах. Различные слюды применяются как хороший электроизолятор, для изготовления окон в металлургических печах, в электро- и радиопромышленности. В России слюды добываются в Восточной Сибири, в . Промышленные разработки месторождений слюд ведутся на Украине, в США, .

Мрамор - кристаллическая горная порода, образовавшаяся в результате метаморфизма известняков. Он бывает различного цвета. Применяется мрамор как строительный материал для облицовки стен, в архитектуре и скульптуре. В России много его месторождений на Урале и Кавказе. За рубежом наибольшей известностью пользуется мрамор, добываемый в .

Асбест (греч. неугасимый) - группа волокнистых несгораемых горных пород, расщепляющихся на мягкие волокна зеленовато-желтого или почти белого цвета. Он залегает в виде жил (жила - минеральное тело, заполняющее трещину , имеет обычно плитообразную форму, уходя по вертикали на большие глубины. Длина жил достигает двух и более километров), среди изверженных и осадочных пород. Применяется для изготовления специальных тканей (противопожарная изоляция), брезентов, огнестойких кровельных материалов, а также теплоизоляционных материалов. В России добыча асбеста ведется на Урале, в , за рубежом - в и других странах.

Асфальт (смола) - хрупкая смолистая горная порода бурого или черного цвета, представляющая собой смесь углеводородов. Асфальт легко плавится, горит коптящим пламенем, является продуктом изменения некоторых видов нефти, из которых улетучилась часть веществ. Асфальт часто пронизывает песчаники, известняки, мергель. Применяется как строительный материал для покрытия дорог, в электротехнике и резиновой промышленности, для приготовления лаков и смесей для гидроизоляции. Основные месторождения асфальта в России - район г. Ухта, за рубежом - в , во Франции, .

Апатиты - минералы, богатые фосфорными солями, зеленого, серого и других цветов; встречаются среди различных изверженных пород, местами образуя большие скопления. Апатиты в основном используются для производства фосфорных удобрений, их используют также в керамической промышленности. В России крупнейшие залежи апатитов расположены в , на . За рубежом их добывают в , Южно-Африканской Республике.

Фосфориты - осадочные горные породы, богатые соединениями фосфора, которые образуют в породе зерна или скрепляют различные минералы в плотную породу. Окраска фосфоритов темно-серая. Применяются они, как и апатиты, для получения фосфорных удобрений. В России месторождения фосфоритов распространены в Московской и Кировской областях. За рубежом их добывают в США (п-ов Флорида) и .

Алюминиевые руды - минералы и горные породы, используемые для получения алюминия. Главные алюминиевые руды - это бокситы, нефелины и алуниты.

Бокситы (название пошло от местности Бо на юге Франции) - осадочные горные породы красного или коричневого цвета. На севере залегает 1/3 их мировых запасов, и по их добыче страна входит в число ведущих государств. В России бокситы добываются в . Главным компонентом бокситов является окись алюминия.

Алуниты (название происходит от слова алун - квасцы (фр.) - минералы, в состав которых входят алюминий, калий и другие включения. Алунитовая руда может быть сырьем для получения не только алюминия, но и калийных удобрений и серной кислоты. Месторождения алунитов есть в США, Китае, на Украине, в и других странах.

Нефелины (название происходит от греческого «нефеле», что означает облако) - минералы сложного состава, серого или зеленого цветов, содержащие значительное количество алюминия. Входят в состав изверженных пород. В России нефелины добывают на и в Восточной Сибири. Алюминий, получаемый из этих руд, - мягкий металл, дает прочные сплавы, широко применяется , а также в производстве товаров домашнего обихода.

Железные руды - природные минеральные скопления, содержащие железо. Они разнообразны по минералогическому составу, количеству в них железа и различным примесям. Примеси могут быть ценными (марганцевый хром, кобальт, никель) и вредными (сера, фосфор, мышьяк). Главными являются бурый железняк, красный железняк, магнитный железняк.

Бурый железняк , или лимонит, - смесь нескольких минералов, содержащих железо с примесью глинистых веществ. Имеет бурый, желто-бурый или черный цвет. Встречается чаще всего в осадочных породах. Если руды бурого железняка - одной из наиболее распространенных железных руд - имеют содержание железа не менее 30%, то они считаются промышленными. Основные месторождения - в России (Урал, Липецкое), на Украине (), Франции (Лотарингское), на .

Красный железняк , или гематит, - минерал от красно-бурого до черного цвета, содержащий железа до 65%.

Встречается в различных горных породах в виде кристаллов и тонких пластин. Иногда образует скопления в виде твердых или землистых масс ярко-красного цвета. Основные месторождения красного железняка - в России (КМА), на Украине (Кривой Рог), США, Бразилии, Казахстане, Канаде, Швеции.

Магнитный железняк , или магнетит, - минерал черного цвета, содержащий 50-60% железа. Это высококачественная железная руда. Состоит из железа и кислорода, сильно магнитен. Встречается в виде кристаллов, вкраплений и сплошных масс. Основные месторождения - в России (Урал, КМА, Сибирь), на Украине (Кривой Рог), в Швеции и США.

Марганцевые руды - минеральные соединения, содержащие марганец, главное свойство которого - придавать стали и чугуну ковкость и твердость. Современная металлургия немыслима без марганца: выплавляется специальный сплав - ферромарганец, содержащий до 80% марганца, который применяется для выплавки высококачественной стали. Кроме этого, марганец необходим для роста и развития животных, является микроудобрением. Основные месторождения руды располагаются на Украине (Никольское), в Индии, Бразилии и Южно-Африканской Республике.

Оловянные руды - многочисленные минералы, содержащие олово. Разрабатываются оловянные руды с содержанием олова 1-2% и более. Эти руды требуют обогащения - увеличения ценного компонента и отделения пустой породы, поэтому в плавку идут руды, содержание олова в которых увеличено до 55%. Олово не окисляется, что вызвало его широкое применение в консервной промышленности. В России оловянные руды залегают в Восточной Сибири и на , а за рубежом их добывают в Индонезии, на полуострове .

Никелевые руды - минеральные соединения, содержащие никель. Он не окисляется на воздухе. Добавка никеля к сталям сильно повышает их упругость. Чистый никель применяется в машиностроении. В России его добывают на Кольском полуострове, на Урале, в Восточной Сибири; за рубежом - в Канаде, на , в Бразилии.

Урано-радиевые руды - минеральные скопления, содержащие уран. Радий - продукт радиоактивного распада урана. Содержание радия в рудах урана ничтожно мало - до 300 мг на 1 тонну руды. имеют большое значение, так как деление ядер каждого грамма урана может дать в 2 миллиона раз больше энергии, чем сжигание 1 грамма топлива, поэтому они используются в качестве топлива на АЭС для получения дешевой электроэнергии. Урано-радиевые руды добывают в России, США, Китае, Канаде, Конго, и в других странах мира.

Происхождение полезных ископаемых на Земле.

Гипотеза.

К существованию на Земле полезных ископаемых мы так привыкли, что и не помышляем задумываться: «Как они появились на Земле?». Считаем, что всё это естественно, как утро после ночи. Земля, конечно, создала полезные ископаемые для того, чтобы появившийся среди животного мира Земли «гомо сапиенс», смог ими воспользоваться для прогресса в своей жизни и деятельности, и создания для себя комфортных условий проживания, оправдывая высказывание, что человек - это венец творения Природы. Но давайте проследим путь - откуда и что появилось.

По современным научным знаниям Земля устроена следующим образом. В её центре находится ядро, состоящее в основном из железа, кремния и никеля. Его радиус около 3,5 тыс. км. Выше ядра расположена мантия толщиною примерно 2900 км., вещество которой состоит преимущественно из кислорода, магния, кремния и небольшого количества железа. В ней также присутствует и ряд других элементов, но все они вместе взятые составляют лишь 10% от первых четырёх. Всё это укрыто земной корой, средняя толщина которой примерно 35 км. . (Кора тоньше под океанами и толще под горами). На 99% земная кора состоит из восьми элементов, а именно: кислород - 62,5 %, кремний - 21 %, алюминий - 6,5 % и железо, магний, кальций, натрий и калий - количество каждого из них примерно от1,5% до 2%.

Как видно, всё имеет своё место, свой химический состав и приспособлено к своему местоположению. Температуры в глубинах Земли сейчас тоже не вызывают опасений. Они стабилизировались. Внутреннее вещество находится в состоянии остывания, которое продолжается примерно миллиард лет. Конечно, пока ещё существуют очаги активной вулканической деятельности, но они имеют локальный, а не глобальный характер. В мантии под корой температура уже ниже температуры расплава вещества. Под материками она 600-700 0 С, однако, с увеличением глубины температура повышается и в слое Гутенберга она уже 1500-1800 0 С, а в ядре - 4000-5000 0 С.

Так ли это было всегда? Давайте заглянем вглубь истории Земли, которая начинается с газопылевого облака, из которого и сформировалась Солнечная система. Это облако было обширно, то есть имело размеры примерно, такие же, как настоящая Солнечная система. Все чужеродные космические тела, попадая в пределы этого облака, переставали существовать самостоятельно, и становились частью этого облака.

Облако, вращаясь, превращалось в довольно плоский диск с шаром-Солнцем в центре. Частицы облака, притягиваясь друг к другу, создавали уже некие крупные образования, которые увеличиваясь и всё более интенсивно притягивая свободные частицы, со временем превращались в планеты. (Более подробную информацию можно получить в материалах сайта

Первоначально Солнечная система состояла из Солнца и десяти планет. Это были: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Церера, Фаэтон, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Не было Плутона, спутников планет, астероидов, метеоритов и комет.

Солнце в своём раннем возрасте было несколько больше, имело более высокую температуру поверхности и, следовательно, большую мощность излучения энергии. В нём, как и в других звёздах, стали протекать внутренние процессы, которые приводили к вспышкам, наподобие «новых звёзд». Происходили они примерно раз в 30 тыс. лет и сопровождались выбросом солнечного вещества, которое затем, давлением тепла и света Солнца, выталкивалось прочь, достигая самых удаленных планет. Это вещество состояло из элементов, преимущественно верхней части таблицы Менделеева. Вещество слой за слоем оседало на планеты, увеличивая их массу. Естественно, оно было однородным, хотя слои могли отличаться друг от друга в процентах какого-либо элемента. Да и вещество, из которого Земля состояла в стадии формирования, также было практически одинаковым в любом месте и на любой глубине, так как это было вещество газопылевого облака, которое тоже было ни чем иным, как произвольной смесью различных элементов и их соединений.

При увеличении массы Земли, а с нею и внутреннего давления, в её глубинах начали происходить процессы, видимо на атомном уровне (имеется в виду не химическое соединение элементов, а преобразование атома одного элемента в атом другого с выделением энергии), которые и привели к разогреву всей массы Земли. Температуры, особенно в глубинах, со временем стали столь велики, что расплавленное вещество уже имело возможность перемещаться, занимая место сообразно своему удельному весу - тяжёлое - ближе к центру, а лёгкое - к поверхности.

В науке существует уверенность, что разогрев Земли осуществили радиоактивные элементы, и в первую очередь - уран. Не отрицая полностью эту версию, хотелось бы высказать некоторые сомнения по этому поводу.

Урана, задействованного в разогреве Земли, конечно же, было бы недостаточно, чтобы, разогреть всю массу Земли, а затем поддерживать эту температуру в течение 4 млрд. лет, поэтому мы остаёмся при мнении, что здесь имеют место иные реакции, с перестройкой атомов одних элементов в атомы других. Эти реакции возможны при высоких давлениях и температурах. Высокая температура не только используется элементом для действия, но и даёт ему возможность самому произвести энергию. Предполагается, что в этой реакции произведённая энергия превышает потреблённую.

Разогрев, начавшийся в центральной части, постепенно стал вовлекать в этот процесс и вышележащие слои, что привело к разогреву всего тела планеты. Конечно, потери тепла внешнего слоя были более значительные, поэтому температура на поверхности была намного ниже, чем в глубинах, тем не менее, на верхнем слое этот процесс отразился более заметно. Нижележащие слои, нагреваясь расплавлялись и, расширяясь перемешивались. Верхний же слой-панцирь, нагреваясь и расширяясь во все стороны, коробился, разламываясь, образуя горы и трещины, в которые устремилось расплавленное вещество земных недр.

Теперь эти же процессы рассмотрим с некоторым применением хронологии.

3500 млн. лет назад Земля - это уже состоявшаяся планета, правда, ещё холодная, однако внутри неё уже начался процесс, который впоследствии приведёт её к разогреву. Этот период в геохронологии называется архей. В позднем архее наука уже фиксирует рудообразование, но мы сосредоточим своё внимание на следующим за археем периоде, который называется протерозой, что означает - более ранняя жизнь, и как увидим, в этот период никакой жизни просто не могло существовать.

Протерозой состоял из трёх периодов. Нижний - начался 2600 млн. лет назад, средний - 1900 млн. лет, и верхний - 1600 млн. лет назад. Верхний протерозой длился 1030 млн. лет. Общее время протерозоя, который продолжался примерно 2 млрд. лет, было временем ада на Земле. В многочисленных очагах рудообразования расплавленное вещество недр изливалось, покрывая обширные пространства в десятки и сотни километров. Это вещество текло подобно реке или образовывало озёра расплава, который благодаря высоким температурам поверхности Земли, остывал долговременно, успевая вступать в химические реакции с сероводородом атмосферы и с веществом окружающего его грунта. О температурах расплавленного вещества можно судить по тем металлам, которые находились в расплаве.

Если в рудах были хром или титан, то температура должна была быть не ниже 2000 0 С, а если вольфрам, то даже выше 3500 0 С.

Извержение расплавленного вещества из недр длилось какое-то время, после чего наступал период затишья. Видимо, в глубинах в результате реакций, продолжающихся постоянно, накапливалось производное вещество и при достижении какого-то критического объёма эти реакции переходили уже в иную фазу с большим выделением энергии, что и приводило к выплеску вещества глубин наружу.

В различных месторождениях руд, геология в настоящее время обычно обнаруживает несколько активных фаз рудообразования. Их подсчитывают. Оказывается, таких активных фаз рудообразования насчитывается до десяти и даже более.

Ещё в рудообразовании представляет интерес то, что фактически из одного и того же исходного материала получаются различные руды с многочисленными сопутствующими элементами, как металлами, так и неметаллами. Конечно, нельзя даже предполагать, чтобы какие-то элементы под воздействием неизвестных сил, стягивались бы к своему очагу рудообразования: кто к медному, кто к железному, а кто-то ещё к какому-то. Такого просто не могло быть. Однако иногда в очагах рудообразования присутствие металлов оценивается в десятки процентов. Не могли же они просто переместиться в это место.

Можно допустить, что на ассортимент рудного месторождения влияла температура и ещё какие-то сопутствующие условия, определявшие, какой элемент должен быть основным в каком-то конкретном случае, то есть что-то вроде специализации месторождения. Может быть, науке удастся это определить, а пока только констатация фактов.

Рудообразование состояло, по крайней мере, из двух стадий. На первой стадии «выпекался» тот или иной элемент в чистом виде и ряд сопутствующих элементов в меньшем количестве, а во второй стадии уже был возможен целый ряд превращений этого элемента от образования так называемых твёрдых растворов с другими элементами, до химических реакций, как в самом жерле, так и при выходе на поверхность. Раскалённая руда в большинстве случаев не окислялась, так как в атмосфере отсутствовал чистый кислород, зато обязательно вступала в соединения с сероводородом, в изобилии находящемся в атмосфере. Возможно, поэтому преобладающее большинство руд - это соединения с серой.

Я в своей книжке рассказов - «Солнце - это основа всего», многократно указываю на различные действия Природы, которые можно считать запланированными, то есть она как бы выполняет программу жизненного цикла (в данном случае на Земле). И образование руд - это очередное подтверждение этого. Науке известно, что в архее атмосфера Земли состояла на 60% из углекислого газа. Далее следовали сероводород и аммиак. Все остальные газы составляли не более 10%. Если гигантская растительность в каменноугольном периоде 350-285 млн. лет назад освободила воздух от углекислого газа, спрятав углерод, атмосферы в стволы деревьев, которые сейчас покоятся под солнечными выбросами, став углём, то освобождение атмосферы Земли от сероводорода произошло в протерозое, и это выполнили рудные месторождения.

Теперь надо сделать какие-то выводы и переходить к чему-то конкретному. Как и прежде, я буду обращаться к материалам своего сайта и блога. Начну с того, что бесспорно. Это - утверждение, что всё в Солнечной системе получено от Солнца.

Солнце взорвалось как сверхновая звезда, и, распылив всё своё вещество, образовало газопылевое облако, где среди прочих элементов присутствовал гелий и его изотоп - гелий-3. Естественно, образовавшаяся из этого вещества молодая Земля уже имела в своей массе какое-то количество изотопа гелия. Природой, видимо, это было запланировано на все времена, чтобы с чего-то начинать развитие планет. Зная это, уже можно более уверенно сказать, что разогрев тела Земли осуществлялся с использованием энергии гелия-3.

Что же такого особенного в этом изотопе гелия? Почему он, а не какой-нибудь другой элемент наделён такой энергией?

В действительности большими энергиями наделены все без исключения атомы, аккумулирующие эту энергию в атомном ядре, но дело в том, что обычно ядро атома очень прочно, и это является препятствием к доступности получения этой энергии. Однако есть несколько элементов, ядра которых не столь устойчивы. Это, во-первых - изотопы водорода - дейтерий и тритий, и изотоп гелия-4 - гелий-3. Почему они неустойчивы?

Тело находится в устойчивом состоянии, только тогда, когда оно имеет три точки опоры. (Смотри вышеуказанный сайт и блог). Это относится ко всему, что нас окружает, в том числе и к частицам ядра атома. Частицы дейтерия, трития и гелия-3 не имеют трёх точек опоры (соприкосновения) друг с другом, Следовательно, они находятся в неустойчивом состоянии. Это дало возможность, при использовании дейтерия и трития, создать водородную бомбу, а гелий-3 сулит решить для землян проблему больших энергий. Освоение гелия-3 - надежда человечества.

Но там, где большие энергии, присутствует и большой риск. А вдруг энергии будет слишком много и это обернётся повторением ада, наподобие того, что был в протерозое? Ведь диаметр Земли, благодаря солнечным выбросам, увеличился на километры. К нашей радости этого не будет. Ведь основное количество гелия-3 «выгорело» ещё в протерозое. Но наука обнаружила большие запасы гелия-3 на Луне. Оказалось - его там столько, что можно черпать прямо с поверхности бульдозерами и черпалками. Он находится в осевшем на Луну веществе солнечных выбросов, которое находится там в первозданном состоянии. На Земле же, гелия-3 чрезвычайно мало. А, казалось бы, должно было быть иначе. Ведь на Землю оседает то же самое вещество солнечных выбросов и в десятки раз больше, чем на Луну. В чём же причина?
Есть разные варианты ответа на этот вопрос.

Первозданную сохранность вещества солнечных выбросов на Луне можно объяснить тем, что на Луне отсутствует атмосфера. В условиях Земли, при наличии атмосферы, гелий-3, возможно, просто был выдавлен более тяжёлыми газами воздуха, и теперь он находится в самых верхних слоях атмосферы. Другое. Возможно, подвергаясь воздействию атмосферы и живой природы Земли,он реагировал на эти воздействия, расходуя свою потенциальную энергию? Ещё. Возможно, он способствовал преобразованию грунта в почву? А может быть, этот перечень причин этим не ограничивается и этому могло способствовать ещё что-то, чего мы не знаем? Но мы теперь знаем, какое огромное значение для Земли имел изотоп гелий-3.
Энергия гелия-3, поступившего из газопылевого облака при формировании Земли как планеты, разогрела тело Земли, создав ядро Земли, мантию и преобразовав поверхность Земли, то есть на Земле появились возвышенности, впадины и горы.

Сквозь разломы и трещины земной коры на поверхность изливались лавовые потоки, имеющие температуры расплавленного вещества в тысячи градусов, в которых происходили реакции разрушения атома и создания атомов практически всех элементов существующих ныне.

Огромное значение для появления жизни на Земле явилось то, что расплавленные руды, вступая в реакции с сероводородом атмосферы Земли, освободили атмосферу Земли от этого агрессивного соединения.

И, конечно же, все рудные месторождения Земли, появились только благодаря энергии гелия-3. Человек с благодарностью пользуется этими рудами и минералами.

Хочется порассуждать. А можно ли сейчас, создав условия протерозоя, то есть высокие температуры и давление, получать исскуственно созданные, нужные нам элементы? Ну, например, мечту алхимиков - золото?

Здесь, видимо, уместно ответить вопросом на вопрос: «А разве не получали древние потомки марсиан (смотри вышеуказанный сайт и блог) исскуственным путём золото?» Если бы оно в Египте или в других местах колонизации Земли добывалось так же, как добывают его современные старатели, то разве было бы оно для них по цене, как для нас сейчас медь? Откуда там столько золота? Читаем: «У фараона - золота, как песка», «Конкистадоры потребовали в качестве откупа - засыпать золотом всё помещение до окон».

Можно ли при современных знаниях осуществить мечту алхимиков? Если покумекать, то может что-то и придумаем. Ведь Природа одарила разумного человека полуфабрикатами (алюминий, кремний, магний и др.) и даже показала, как из них можно изготовить множество металлов и минералов. А золото может и само подскажет, как его «выпекать» из кремния или магния.

Ну что ж! Есть направление. Осталось только найти верный путь.

Осадочными называются те горные породы, которые произошли от разложения вулканических пород или от отложений органических веществ.

Образование осадочных пород

Осадочные породы образуются под влиянием совокупности факторов, к числу которых относятся:

• Текущая вода.
• Ветер.
• Перепады температур.
• Деятельность микроорганизмов.

Все перечисленные факторы способствуют разложению на мелкие частицы вулканических пород или органических веществ. Затем полученные частицы снова откладываются в недрах, и, со временем, под воздействием температур, давления и т.д. они снова срастаются. Так образуются осадочные породы из вулканических.

В случае же, когда основой служат органические вещества, частицы мертвых животных или растений постепенно откладываются большими слоями, захватывая друг друга. Под влиянием воды, разных газов, минералов, солей и т.д. они сжимаются и приобретают форму слитной породы. К этому типу, например, относится известняк, в структуре которого можно разглядеть ракушки (т.к. данный камень образуется из мертвых ракообразных).

Уголь и торф тоже относятся к осадочным породам. При этом уголь сформировался множество столетий назад из погибших деревьев, закрытых огромным слоем грязи, а торф - из мертвых частиц болотных мхов.

Места распространения осадочных пород

Поскольку осадочные породы образуются под воздействием внешних влияний, они, в основном, залегают на глубине всего лишь в несколько километров земной коры, т.е. в поверхностной части. Например, такие породы, как известняки, мел, глина могут находиться прямо на самой поверхности Земли. Другие же (в том числе, уголь) начинают формироваться только в том случае, если сверху были закрыты слоем грунта, поэтому их добывают на глубине от нескольких десятков метров до нескольких километров.

Одним из самых глубокорасположенных видов осадочных пород является нефть. Это связано с тем, что она жидкая. В некоторых случаях, когда она образуется над полостями земной коры (например, в местах разлома тектонических плит), то просачивается через грунт, достигая глубины до 6-7 километров).