Классификация полезных ископаемых

Минеральные ресурсы

Минеральными ресурсами принято называть полезные ископаемые, извлеченные из недр. Полезные ископаемые - это природные минеральные вещества в земной коре, которые при данном состоянии развития техники могут быть с достаточным экономическим эффектом извлечены и использованы в народном хозяйстве в естественном виде или после предварительной переработки. Современное хозяйство использует около 200 видов минерального сырья. Единой, общепринятой системы их классификации нет. В зависимости от физических или химических свойств добываемого сырья, от отрасли экономики, где оно находит применение, от особенностей возникновения в земной коре известные полезные ископаемые подразделяются на группы.

Классификация полезных ископаемых

Широко используется классификация полезных ископаемых на основе технологии их использования: топливно-энергетическое сырье (нефть, уголь, газ, уран), черные, легирующие и тугоплавкие металлы (руды железа, марганца, хрома, никеля, кобальта, вольфрама и др.), цветные металлы (руды алюминия, меди, свинца, цинка, ртути и др.), благородные мет. (золото, серебро, платиноиды), химическое и агрономическое сырье (калийные соли, фосфориты, апатиты и др.), техническое сырье (алмазы, асбест, графит и др.), флюсы и огнеупоры, цементное сырье.

Генетическая классификация типов месторождений основана на различиях их возраста и особенностях происхождения. Выделяют пять эпох рудообразования - докембрийскую, нижнепалеозойскую, верхнепалеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую. Каждая эпоха, характеризуется своими особенностями проявления минерализации, ее интенсивности и пространственной приуроченности, своим набором элементов.

Для докембрийской эпох и характерно повсеместное развитие железистых кварцитов с практически неограниченными запасами железных руд. В докембрийских структурах часто встречаются крупные месторождения золота, титано-магнетитовых, марганцевых, полиметаллических, хромитовых руд, урана. В то же время в этих структурах отсутствуют многие виды полезных ископаемых. В Южной Африке в докембрии возникли уникальные ураноносные и золотоносные конгломераты Витватерсранда (ЮАР), в которых заключена большая часть мировых запасов золота и урана. В песчаниках Заира и Замбии шло накопление меди и кобальта, а к интрузиям Зимбабве приурочены месторождения хрома и платины. обнаружены крупные залежи титано-магнетитовых руд, марганца, олова. На Канадском щите сформировались крупные скопления урана (в районе озер Атабаска и Большого Медвежьего), медно-никелевых руд Садбери, полиметаллических руд (Суливан), самородной меди (озеро Верхнее), медно-колчеданных руд, золота, редкометальных элементов.

Структуры нижнепалеозойского возраста сохранились плохо. Крупнейшими месторождениями этого возраста в зарубежном мире являются скопления графита в Южной Корее, фосфоритов в Китае, нефти - в Северной Америке и в северной Африке, каменной соли - в США и Канаде. Несравненно крупнее месторождения верхнепалеозойской эпохи рудообразования, включающие большую часть мировых ресурсов каменных углей, нефти, калийных солей, свинца и цинка, вольфрама, ртути, фосфатного сырья и др. В это время сформировались бассейны каменного угля Европы, Азии и Северной Америки (более 50% мировых запасов), возник ряд нефтеносных провинций США и Канады, России, северной Африки, К верхнепалеозойским отложениям приурочены крупнейшие скопления калийных и магниевых солей Европы и Сев. Америки, фосфоритоносный бассейн Скалистых гор. С эндогенной минерализацией связаны многочисленные месторождения полиметаллических руд в Центр.Европе, на Британских островах, в долине Миссисипи, Пайн - Пойнт в Канаде, золота в Аппалачах.

мезозойская эпоха. Наиболее крупные из них сосредоточены в Азии; это - нефтегазоносные поля Западной Сибири и Бл. Востока (крупнейшие в мире), многочисленные бассейны углей и оолитовых железных руд, оловяно-вольфрамовый пояс Китая и Юго-Восточной Азии, месторождения молибдена и сурьмы в Китае и Восточной Сибири, алмазов в Якутии. Кр. того, железорудн. провинция Европы, золотоносн., молибден. и вольфрам. руды в Сев. Америке.

Широко представлены по территории всех материков полезные ископаемые кайнозойского возраста. К ним относятся значительная часть мировых запасов бокситов, никеля, кобальта, почти 75% разведанных запасов марганца, залежи бора, серы, крупные скопления нефти, меди, свинца, цинка, серебра, золота, молибденов, алмазов и фосфоритов. Особенно активным было рудообразование этого возраста вдоль тихоокеанского геосинклинального пояса, где наблюдались интенсивные магматические процессы: в Кордильерах (медь, молибден, олово, полиметаллические руды), в Западной Европе (ртуть и сурьма), в Южной Африке (алмазоносные кимберлитовые трубки). Важную роль в мировых запасах нефти играют кайнозойские месторождения Месопотамской и Примексиканской низменностей, впадины Маракайбо, Карибского бассейна, Калифорнии и Каспийского моря. Мировое значение имеют осадочные месторождения марганцевых руд кайнозойского возраста на юге Украины и латеритные провинции бокситов, никеля и кобальта в Южной Америке Средиземноморской Европе, Юго-Восточной Азии, Африке.

К категории топливно-энергетического сырья относят полезные ископаемые, используемые для производства энергии: нефть, каменные и бурые угли, горючий газ, уран, битуминозные сланцы.

Для сравнения различных видов топлива, а также для общих топливно-энергических расчетов пользуются следующими единицами: а) тонна условного топлива в угольном эквиваленте (сокращенно -т.у.т. в уг. экв), ее теплота сгорания аналогична теплоте сгорания 1 т антрацита (7 млн. ккал, или 27,91 х 10³МДж); б) тонна условного топлива в нефтяном эквиваленте (т.у.т. в неф.-экв), имеющая теплоту сгорания 1 т нефти (10 млн. ккал, или 41,87х10³МДж). Общий энергопотенциал мира оценивается примерно 560млн. Дж. Современное ежегодное потребление различных видов топливного сырья и освоение гидроресурсов в целом составляет 338 тыс. Дж. Разные виды топлива обладают разной доступностью и освоенностью, они не равнозначны для энергетики и распределены неравномерно. Самым значительным объемом топливного сырья обладают Евразия и Северная Америка, где сосредоточено около 87% общего потенциала, а на материки южного полушария приходится всего 13%.

Ископаемая нефть - наиболее важный и экономически эффективный вид топливного сырья, отличающийся не только высокой калорийностью и теплотворностью, но и низким содержанием загрязняющих соединений. Нефть легко транспортируется, а в процессе переработки дает широкий ассортимент продуктов, находящих разнообразное применение в хозяйстве. Мировые энергетические потребности на 32% удовлетворяются за счет нефти. В ряде отраслей экономики (например, в транспорте) нефть и нефтепродукты незаменимы. Уникальные свойства и высокая ценность нефти способствовали прогрессивному росту ее добычи на протяжении последних десятилетий. Постепенное истощение давно известных и интенсивно эксплуатировавшихся месторождений стимулировало не менее интенсивный поиск новых продуктивных залежей этого сырья на суше и на море.

Ресурсы нефти подразделяются на категории в зависимости от степени разведанности и экономической целесообразности добычи: а) доказанные извлекаемые запасы - установленные и подтвержденные бурением объемы сырья, которые можно добыть существующими техническими средствами с учетом экономической рентабельности добычи; б) разведанные запасы, установленные бурением и технически извлекаемые, но по соображениям экономической конъюнктуры их добыча нецелесообразна; в) дополнительные предполагаемые ресурсы, не извлекаемые современными техническими средствами; г) ресурсы природных аналогов нефти - тяжелая нефть, горючие сланцы, битуминозные песчаники.

За весь период нефтеразработки (начиная с 50-х годов XIX столетия) было добыто более 60 млрд. т нефти. Доказанные и разведанные запасы нефти составляют 140 млрд. т. Средний прирост запасов около 3,5 % в год. Своеобразным полюсом нефтенакопления являются Аравийский полуостров и акватория Персидского залива, (62% всего нефтяного запаса мира). Только в Саудовской Аравии находится свыше 35,8 млрд. тонн этого сырья. Далее в порядке убывания объемов запасов (в %) следуют: Северная Америка – 7,4%, Африка – 6,7, СНГ- 7%, Южная Америка – 7,4 %.

Стремительное увеличение спроса на нефть в 1950-1960 гг. привело к резкому росту ее добычи. Так, если в 1950 г. добывалось 0,5 млрд. т, то в 1980 г. - 3,06, а в 1988 г. - 3,03 млрд. т., 1997 - 3,5 млрд. т. Столь высокие масштабы откачки нефти из недр сопровождались лихорадочными поисками продуктивных залежей. Были открыты крупные нефтеносные провинции на суше (Западно-Сибирская, Северо-Африканская, Аравийская) и на шельфе Мирового океана (залив Маракайбо в Венесуэле, Мексиканский залив, Каспийское море, Персидский залив, шельф дальневосточных морей). В 60-х годах открыта Североморская нефтегазоносная провинция Западной Европы и шельф Западной Африки. В 70-х годах усилилась разведка шельфа Южно-Китайского, Карибского морей, Сев.Лед. океана, Канадского арктического архипелага, Аляски и других районов. Достоверные запасы нефти на шельфе оценивались в 45 млрд. т., из которых 3/4 приходится на донные отложения Персидского залива. Всего разведано более 600 бассейнов, 35 тыс. месторождений.

В 80-х годах выявлены обширные перспективные области в заливе Кампече, севернее полуострова Юкатан в Карибском море. Но самым перспективным районом будущей нефтедобычи специалисты считают акваторию Южно-Китайского моря, шельф Вьетнама, Камбоджи, Индонезии. В настоящее время на морские месторождения приходится 25% общемировой добычи нефти.

Существует понятие "кратность запасов", которым определяют степень обеспеченности экономики определенным видом сырья. Кратность запасов - это отношение остаточных запасов к текущей добыче. Мировая кратность запасов нефти к ее добыче равняется 41 году, по отдельным странам она варьирует очень сильно. Так, в странах Персидского залива этот показатель превышает 100 лет, а в США - 11, во Франции - 8 лет и т.д.

Крупные запасы нефти таятся в нефтеносных песках и горючих сланцах, в битуминозных породах, которые содержат так называемую тяжелую нефть. Их общие запасы огромны: по подсчетам, геологические ресурсы тяжелой нефти в мире оцениваются в 800 млрд. т. (в России, Канаде, Венесуэле). Но освоить эти запасы в промышленных масштабах пока не удается.

Природный газ.

Общие запасы природного газа составляют 271 трлн. куб. м. (10,5 млн. Дж), из них разведанные запасы - 139,4 трлн. м³. За весь период добычи газа извлечено из недр около 30 трлн.м³. и ежегодный объем добычи достиг 1,9 трлн.м³. Таким образом, кратность общих извлекаемых запасов газа составляет - свыше 130 лет. Мировые резервы газа продолжают увеличиваться благодаря усиленной разведке на шельфе Мирового океана и в глубинных слоях земной коры. Газ распределяется в недрах еще более неравномерно, нежели нефть. В зарубежных странах самой значительной является концентрация газа в странах Ближнего и Среднего Востока, где выявлено более 31 трлн.м³ этого сырья. Особенно велики ресурсы в Иране, Саудовской Аравии, на акватории Персидского залива. В США найдено 5,7 трлн. м³, в Северо-Африканской нефтегазоносной провинции (Алжир, Ливия, Нигерия) - 8,9 трлн. м³, около 3,6 трлн. м³ - в Венесуэле. В Европе, в Североморской газонефтяной провинции сконцентрировано более 5,5 трлн. куб. м газа. Уникальны месторождения Западной Сибири (Россия по ресурсам газообразного топлива занимает первое место в мире).

Кроме Персидского залива и морей России эксплуатируемыми и перспективными на газ районами морской добычи являются Канадский арктический архипелаг, море Бофорта, континентальный шельф у западного побережья Северной Америки, Мексиканский залив, шельф Бразилии, Нигерии, Камеруна и ЮАР, Средиземного моря, Южно-Китайского и Японского морей, Северное море, шельф у северо-западного побережья Австралии.

В мировом энергетическом балансе на долю природного газа приходится 17%, но в ряде стран (в Западной Европе, США, Японии) его вес выше. Потребности в газе до 2020 г, оцениваются в 60 трлн. куб. м, которые тоже могут быть покрыты за счет существующих ресурсов. В 2000 г. извлекаемые ресурсы природного газа составили 260 трлн. куб. м, а в 2020 г. - 204,5 трлн. куб. м (с учетом добычи). В отличие от нефти газовый потенциал увеличивается быстрее добычи (примерно в два раза), кроме того, до сих пор более половины площади шельфа еще не исследовано в отношении газоносности, а на подводные газопромыслы уже приходится 15% общемировой добычи газа. Даже на суше изучены лишь 30% перспективных на это сырье тектонических структур. Еще один резерв - газосбережения.