Минеральные ресурсы

Минеральные ресурсы представляют собой полезные ископаемые, возникающие в земной коре естественным путем. Они могут быть органического или неорганического происхождения. К таким ресурсам относятся скопления твердых, жидких и газообразных минералов, таких как железо, медь, алюминий, соль, гипс, глина, песок и фосфаты.

Виды минеральных ресурсов

На данный момент существует более двух тысяч видов минералов, большинство из них состоят из неорганических соединений из восьми элементов (кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, натрий, калий и магний), которые составляют около 98,5% земной коры. Мировая промышленность зависит от примерно 80 различных видов минералов.

Они являются неподлежащими восполнению и истощающимися природными ресурсами, могут также обладать металлическими (например, железо, медь и алюминий) и неметаллическими свойствами (например, соль, гипс, глина, песок и фосфаты). Существует различные системы классификации минеральных ресурсов, в зависимости от их использования и агрегатного состояния.

Минеральные ресурсы по видам использования:

• Топливные ресурсы (нефть, газ, уголь);
• Рудные ресурсы (алюминий, медь, олово);
• Нерудные ресурсы (асбест, графит, мрамор).

Могут также отличаться по состоянию и подразделяться на:

• Жидкие ресурсы (нефть, минеральная вода);
• Твердые ресурсы (соль, уголь, мрамор);
• Газообразные ресурсы (метан, гелий, горючие газы).

Интересный факт! Самое редкое ископаемое в мире – пейнит, кристаллический минерал, который был впервые обнаружен в 1956 году. До 2005 года в мире было всего 25 кристаллов пейнита, и, хотя на сегодняшний день их немного больше, пейнит остается самым редким минералом в мире. Один карат пейнита стоит около 60 тысяч долларов.

Природное минеральное сырье

Сырье производится из горных пород и минералов, которые используются в качестве основы для производства строительных материалов и сырья из связующих, таких как цемент, гипс и асбест. Стекольная и керамическая промышленность использует это сырье после термической обработки, которое они используют в своих производственных процессах.

Техногенное минеральное сырье

Отходы, возникающие в процессе добычи и переработки металла, а также отходы горно-металлургической и химической промышленности, содержащие цветные и драгоценные металлы, являются техногенным минеральным сырьем.

Горючее минеральное сырье

Играет важную роль в современном обществе. Оно делится на жидкое (нефть), твердое (уголь, торф) и газообразное (природный и попутный газ). Эти виды сырья являются источниками энергии и тепла, используемых в различных отраслях экономики. Нефть и газ являются основными источниками привода двигателей машин и обогрева помещений, а уголь широко используется на производстве. Торф также применяется как горючее и материал для теплоизоляции.

Стратегическое минеральное сырье

Является основой материального производства и обеспечивает экономическую и оборонную стабильность страны. Его состав варьируется в зависимости от геополитической обстановки и других факторов. К стратегическому сырью относятся топливно-энергетические ресурсы, руда цветных и редких металлов, драгоценные камни и металлы, а также водные ресурсы.

Подакцизное минеральное сырье включает природный газ и нефть, на производство и продажу которых взимается косвенный налог. Однако экспортные поставки нефти и газа освобождены от акциза, если их осуществляет производитель.

Минеральные ресурсы нашей планеты находят широкое применение в различных отраслях жизни и промышленности. Они используются для производства металлов, строительных материалов, электрических цепей, компьютерных микросхем, керамики и ювелирных изделий.

Интересный факт! Изучение и разработка минеральных ресурсов имеют древние корни. Веками люди осваивали медь. Со временем они стали добывать золото, а к концу 4 тысячелетия до н.э. научились создавать бронзу – сплав меди и олова. Позже, благодаря технологическому прогрессу, люди начали извлекать железную руду и получать железо.

Полезные ископаемые

Использование

Практически все материалы Земли находят свое применение в деятельности людей. Мы нуждаемся в металлах для производства машин, песке и гравии для строительства дорог и зданий, кремнию для создания компьютерных микросхем, известняке и гипсе для производства бетона, глине для керамических изделий, а также золоте, серебре, меди и алюминии для электрических цепей. Кроме того, алмазы и корунды используются в абразивных материалах.

Существуют регионы, которые обладают богатыми запасами минералов, но не имеют возможности их добывать. Другие регионы, в свою очередь, могут развиваться и получать преимущества, благодаря добыче ресурсов. Данный факт можно объяснить следующим образом:

1. Промышленное развитие. Если имеются возможности добывать и использовать минеральные ресурсы, то отрасли промышленности, которые нуждаются в этих ресурсах, могут развиваться и расширяться. Без нефти, дизельного топлива, железа, угля и других ресурсов, необходимых для промышленных процессов, не может быть развития промышленности;
2. Создание рабочих мест. Наличие ресурсов позволяет создавать рабочие места для населения. Это предоставляет возможности трудоустройства для квалифицированных и неквалифицированных работников;
3. Некоторые минеральные ресурсы являются основой для производства современного оборудования, техники и удобрений. Они могут быть использованы в качестве основы развития аграрной экономики — это способствует развитию сельского хозяйства;
4. Энергетические источники. Бензин, дизельное топливо, природный газ и другие источники энергии необходимы для промышленности и населенных пунктов;
5. Обеспечение независимости. Развитие минерально-сырьевой отрасли позволяет создать больше рабочих мест и обеспечить высокое качество продукции внутри страны. Это также способствует независимости от других регионов и стран.

Интересный факт! Минеральное сырье сыграло важную роль в развитии экономики стран мира, обеспечивая промышленный рост, развитие сельского хозяйства и энергетическую самодостаточность.

Добыча минеральных ресурсов

Рудные месторождения находятся по признакам наличия металлов. Геологи ищут подсказки в горных породах, которые обычно обнажены на поверхности. Процесс обогащения пород часто приводит к обесцвечиванию почвы и породы. По обнаруженным признакам проводятся геофизические исследования, например, измерение силы тяжести, магнитных полей или радиоактивности. Также проводятся геохимические исследования, в процессе которых анализируется состав воды, отложений, почвы, горных пород, а иногда даже растений и деревьев.

После обнаружения перспективного месторождения проводится оценка путем колонкового бурения и химического анализа собранных проб для определения содержания руды.

Если рудное тело находится на глубине до 100 метров от поверхности, то для добычи руды используются открытые карьеры. Они дешевле и менее опасны, но оставляют большие раны на земле. Если же месторождение находится глубже или расположено в нерудных породах, то используется подземная разработка с прокладкой туннелей.

Штольни шахт связаны с вертикальным стволом. Одновременно с разработкой руды из стен туннелей производятся буровзрывные работы, чтобы удалить ее, а затем уже добытую руду поднимают на поверхность после проведения обработки. Подземные шахты более дороги и опасны, чем открытые карьеры, и все же они оставляют неприятные последствия на окружающем ландшафте, поскольку нерудные породы выбрасываются как ненужные.

В остаточных рудных месторождениях вещества концентрируются вследствие химического выветривания.

В ходе химического выветривания исходное тело породы значительно уменьшается в объеме благодаря процессу выщелачивания, которое удаляет ионы из исходной породы. Это приводит к тому, что элементы, не выщелачивающиеся из породы, остаются в остаточных породах в более высокой концентрации. Наиболее важной алюминиевой рудой является боксит, который образуется в тропическом климате, где высокие температуры и значительное количество осадков в ходе химического выветривания создают латеритные почвы с повышенным содержанием железа и алюминия.

Запасы

Минеральные и сырьевые ресурсы распределены по всему миру. Они представляют значимость, проблемы и перспективы их использования:

Добыча каменного угля. Существуют страны-лидеры в добыче данного ресурса, такие как:

• Австралия, обладающая колоссальным запасом нефти. По современным оценкам его объем составляет почти 4 миллиарда баррелей, а также имеются огромные запасы газа объемом в 3,75 трлн кубических метров.

• Канада, чьи запасы можно разделить на три группы: нефть (180 миллионов баррелей), газ (2 трлн кубических метров) и уголь (6,5 миллиарда тонн).

• США, где хранятся порядка 35 млрд. баррелей нефти, 9 трлн. кубических метров газа и 237 миллионов тонн угля.

• Россия, с запасами нефти более 87 млрд. баррелей, газа 33 трлн кубических метров и угля 157 миллионов тонн.

• Иран, где количество нефти составляет 157 млрд. баррелей, а запасы газа достигают 34 трлн. кубических метров.

Также могут быть выделены другие страны, например, Франция, обладающая значительными запасами урановых руд, и Великобритания, поражающая своими запасами нефти и газа.

Южная и Северная Европа также обладают обширными минеральными ресурсами. Краткий обзор ресурсного потенциала Европы включает запасы нефти, газа, сланца, урановых руд, алмазов, золота, цинка, свинца, железной руды, никеля, серебра, меди и других элементов.

Что касается Азии, количество ее природных богатств напрямую зависит от таких факторов, как тектоника и рельеф. Сюда можно отнести обширные запасы нефти, газа, марганцевых руд и каменного угля.

Швеция обладает преимущественно цветными и черными металлами. Здесь известно большое количество железной руды, превышающей 3 млрд. тонн.

Также стоит упомянуть Японию, которая среди других стран имеет самый высокий импорт минерального сырья.

Интересный факт! Значительное значение имеют минеральные ресурсы мирового океана, где преобладают различные вещества, включая бром, хлор, марганец, натрий и другие.

География минерального сырья

Неравномерность распределения минеральных ресурсов на планете весьма заметна: некоторые регионы изобилуют всевозможными минералами, тогда как другие испытывают в этом отношении недостаток. Размещение природного сырья определяется различными факторами, такими как особенности местной местности, ее высота над уровнем моря и способ его формирования. Исследование и изучение всех этих аспектов, связанных с минеральным сырьем, является основной задачей геологической науки.

Интересный факт! Самотлорское нефтяное месторождение, расположенное в Ханты-Мансийском автономном округе, находится в 30 км к северо-востоку от города Нижневартовск. Это крупнейшее месторождение в России по запасам нефти. Оно было открыто в 1965 году и начало давать добычу с 1969 года.

Проблема минеральных ресурсов

Так как процессы формирования руд происходят на геологических временных масштабах, наиболее востребованные минеральные ресурсы, фактически, являются не обновляемыми. В пределах человеческих масштабов невозможно создать новые месторождения. Однако, в связи с тем, что запасы истощаются, всегда можно найти другие ресурсы, использование которых обходится дороже. Кроме того, географическое распределение минеральных ресурсов является неравномерным. Продолжительность имеющихся минеральных ресурсов зависит от потребностей и объемов их запасов.

Интересный факт! Некоторые полезные ископаемые скоро иссякнут, такие как глобальные ресурсы свинца, цинка и золота, которые, вероятно, будут опустошены примерно через 30 лет.

Таким образом, для дальнейшего использования ограниченных полезных ископаемых требуется открытие новых источников, повышение их стоимости, улучшение эффективности их использования, сохранение и переработка, замена новыми материалами или отказ от них.

Добыча и переработка полезных ископаемых имеют серьезное воздействие на окружающую среду, включая качество воздуха, поверхностных и грунтовых вод, а также почвы, растительность и эстетику. Кислотный дренаж из шахт – одна из ярких проблем. Недавно подвергшиеся воздействию воды и кислорода сульфидные минералы создают серную кислоту. Дождевая вода, смешиваясь с отходами шахты, усиливает кислотность и может создавать токсичные условия в притоках. Это может вызывать мобилизацию потенциально опасных тяжелых металлов и уничтожение флоры и фауны в ручьях, по которым стекает дренажные воды.

Размещение минеральных ресурсов

Местоположение минеральных ресурсов на планете связано с различиями в тектонических процессах и условиями их формирования в прошлые геологические эпохи. Многочисленные рудные залежи полезных ископаемых находятся в древних горах и щитах материков, а также в осадочных породах предгорных прогибов и платформ, а также в межгорных впадинах. В странах, таких как США, Россия, Индия, Китай и Латинская Америка, сосредоточены большие запасы железорудного сырья. Крупные запасы алюминиевого сырья можно обнаружить во Франции, США, Индии, России, а также запасы свинцово-цинкового сырья в Канаде, Австралии и США.

Крупные запасы углеродного сырья расположены в Северной Америке, Европе и Азии, и наиболее значимые угольные бассейны находятся в России, США и Германии. Что касается нефтегазовых ресурсов, они преимущественно концентрируются в Северной Америке, Азии и Африке.

Истощение водных ресурсов

Географические изменения в добыче и потреблении сырья, а также динамика цен на мировом рынке играют важную роль в социально-экономической ситуации отдельных стран.

Размеры запасов минеральных ресурсов динамичны и меняются в процессе развития науки и технологий, а также при разведке и разработке новых месторождений сырья и рациональном их использовании. На дне Мирового океана были обнаружены крупные запасы марганца, железа, кобальта, меди и других минералов.

Рудные полезные ископаемые делятся на руды черных и цветных металлов. Запасы руд черных металлов, таких как железо и марганец, концентрируются в Бразилии, Канаде, России, Украине, Австралии, США и Индии.

Страны с бОльшим количеством минеральных ресурсов

Некоторые страны обладают большими запасами минерального сырья, нежели другие. Например, США, Китай, Россия, Австралия, Канада, ЮАР, Польша, Индия имеют огромные запасы каменного угля и бурого угля. Европейские страны, такие как Великобритания и Германия, уже исчерпали большую часть своих запасов угля, а добыча на больших глубинах часто не является выгодной. Добыча угля в Сибири, Австралии и Южно-Африканской Республике наиболее рентабельна.

Саудовская Аравия занимает лидирующую позицию по запасам нефти, обладая примерно четвертью мировых залежей. Ирак и ОАЭ занимают второе место, у каждой из этих стран примерно десятая часть мировых запасов. Затем идёт Венесуэла, Россия, США и Китай.

Россия является мировым лидером в области природного газа, так как в нашей стране находится около 40% мировых запасов. Западная Азия также обладает примерно третьей частью запасов, а остальные залежи разбросаны по Северной Африке, Северной Америке, Европе и Южной Америке.

Запасы железной руды составляют около 260 миллиардов тонн, предостаточно для использования на два с половиной века. Цветные металлы, в основном, добываются в Австралии, Венесуэле, Бразилии, Новой Гвинее и Ямайке. Известно, что уклады меди хватит с примерно на 50 лет, также, как и нефти.

Ресурсы минерального сырья являются ключевыми показателями, их размер определяет продолжительность его использования. Например, известно, что запасы угля превышают пять триллионов тонн, что достаточно для еще 400 лет использования при нынешних темпах добычи. Запасы нефти значительно ограничены, составляя около 140 миллиардов тонн, что подразумевает 45 лет использования при сохранении нынешних темпов добычи. Россия, США и Саудовская Аравия могут обеспечить свое потребление сырья на 10-90 лет, соответственно. Запасы природного газа составляют около 150 триллионов тонн, достаточно для еще 40-50 лет использования. По запасам железной руды и цветных металлов можно ожидать еще 2,5 века использования.