Происхождение горных пород в земной коре: месторождения видов и их свойства
Вся поверхность Земли состоит из минералов, образующих различные полезные ископаемые. Их формирование происходит при определенных благоприятных условиях. Большинство природных веществ сосредоточено на материках, и лишь малая часть находится на океаническом дне. В зависимости от происхождения горных пород определяется их особенности и характерные свойства, которые в дальнейшем находят свое применение в разных сферах промышленности и народном хозяйстве.
Типы пород выбираются в зависимости от их физических свойств: прочности, плотности, изнашиваемости и т. д. Например, обработка камня вручную невозможна, поэтому в древние времена сооружения возводились из цельных кусков. Таким образом появились знаменитые египетские пирамиды, Китайская стена, Тадж-Махал и другие исторические ценности.
Что такое горные породы
Горные породы представляют собой совокупность природных минералов более или менее постоянного состава.
Их залежи сосредоточены в недрах земной коры. Полезные ископаемые, в составе которых только один минерал, называются простыми или мономинеральными. Если же вещество состоит из нескольких компонентов, то его именуют сложным или полиминеральным.
В земле встречаются ископаемые разнообразной формы. Камни как будто отполированы, отшлифованы или вырезаны кем-то. Правильные многогранники — кристаллы, блестят гранями и гладкими плоскостями. Они довольно разнообразны по размерам и геометрии, могут быть метровой толщины или узкими, острыми и маленькими.
Формирование и происхождение минералов
Минерал — одна из частей земной коры, ее природное химическое соединение. Для каждого из них характерно свое название и химическая формула, но едиными и неизменными остаются их физические характеристики: цвет, удельный вес, твердость и т. д.
Минералы образуются в озерах, пустынях, болотистых местностях и в недрах земли. Под воздействием Солнца, температурных изменений и воды происходит выветривание твердых магматических пород. Из них образуются разные по размеру обломки, которые постепенно распадаются на мелкие частицы. Водой и ветром они переносятся и оседают, образуя пористые скопления на континентальной поверхности и на дне водоемов. Со временем происходит их затвердение, уплотнение и формирование уникальной для каждого типа структуры.
Разница между минералами
Термин «минерал» происходит от латинского слова minerale, что в переводе значит «руда». В земной коре они чаще всего представлены в твердом состоянии, но встречаются также жидкие и газообразные вещества. Минералов в природе очень много. В настоящее время известны 6 тысяч разнообразных типов, но только 150 из них широко используются.
По степени распространенности в земле выделяют следующие минералы:
- градообразующие — составляют основу большей части пород;
- акцессорные — присутствуют в составе сырья и составляют не более 5 % от общей массы;
- редкие — встречаются в природе нечасто.
Наука делит все минералы на классы: карбиды, сульфиды, селениды, хроматы и прочие.
Виды
Часто возникает вопрос, чем отличается и к какому природному типу относится то или иное вещество. Например, гранит — это минерал или горная порода, и чем является известняк? Первый по своей сути — это сырье, которое включает в себя разные минералы, и состав его неоднороден в отличие от однородных типов — кварца, аметиста или хризолита. Известковое вещество является осадочной породой чаще органического происхождения, состоящей из карбоната кальция или из арагонита, может содержать примеси обломочного материала, глинистого и кремнистого вещества, пирита и сидерита.
Генетическая классификация
В основу классификации внутриземных залежей положено их происхождение (генезис). Это позволяет легче разобраться в многообразии разновидностей и выявить причины в различии их свойств.
По происхождению природные ископаемые делятся на три генетические группы:
- Магматические. Образуются на большой глубине, где преобладают высокие температуры плавления и давление. Кристаллизация происходит из магмы с характерным силикатным составом. Магматические породы делят на две большие подгруппы: интрузивные (граниты, диориты, габбро) и эффузивные (базальты, андезиты, дациты).
- Осадочные. Их еще называют вторичными. Образовались в результате разрушения изверженных и других веществ под воздействием внешних факторов. По характеру образования и составу осадочное сырье делится на обломочное, биохимическое, хемогенное и биогенное. Самыми известными веществами являются полевые шпаты, апатит, мел, известняк. К осадочным минералам относятся и жеоды — замкнутые полости, частично или почти целиком заполненные скрытокристаллическим или явнокристаллическим минеральным веществом. Так зарождаются кварц, турмалин, симбирцит (вариант кальцита) и другие драгоценные камни.
- Метаморфические. Появляются при изменении двух первых типов в недрах земли. Такие природные ископаемые имеют уникальный химический состав, но в их основе лежит первостепенный минерал, из которого они образовались. Все метаморфические породы разделяют на сланцеватые и несланцеватые, а в зависимости от условий образования выделяют региональный, гидротермальный и контактный метаморфизм.
Возраст земной коры и минералов взаимосвязан. Слой ископаемых служит надежным источником о прошлой жизни Земли и истории ее развития.
Вещества в недрах расположены слоями. Если залегание не нарушено, не начался процесс распада радиоактивных элементов и слой находится ближе к поверхности, то его можно считать молодым. Чем ниже расположены ископаемые, тем они старее.
Процесс распада происходит постоянно и не зависит от внешних условий. По нему и исчисляют абсолютный возраст пород в миллионах или тысячах лет. В таблице наглядно представлены вещества, образовавшиеся тем или иным способом.
Месторождение
Каждая страна занимает свое определенное место по промышленному освоению и добыче природного сырья. Ежегодно обнаруживаются новые запасы подземных богатств, поэтому первые позиции отдельных государств из года в год меняются.
Россия была и остается лидером по месторождению природных ресурсов. Самые крупные залежи газа — Уренгойское и Ямбургское. Богатейшие местности с углем расположены на Урале, в Восточной Сибири, на Дальнем Востоке и в Центральной части страны.
Основные месторождения газа и нефти на других материках расположены в предгорных прогибах и впадинах. Самые большие мировые места добычи сырья находятся на морском дне континентального шельфа Африки и Австралии.
В Латинской Америке расположены запасы цветных и редких металлов, что выводит ее на первое место среди других стран и континентов. В Северной Америке находятся крупные каменноугольные бассейны, а в Азии — запасы драгоценных и полудрагоценных камней.
Как добывают
Добыча полезных ископаемых проводится повсеместно. С развитием технологий этот процесс несколько упростился, но по-прежнему остается зависимым от глубины залегания вещества и от его содержания в породе.
На сегодняшний день выделяют три основных способа добычи сырья:
- карьерный — применим лишь при неглубоком залегании вещества;
- шахтный — позволяет добывать горную породу более высокого сорта;
- метод подземного выщелачивания — используется система скважин, в которые закачивают специальный химический реагент.
Сыпучие, рыхлые породы, такие как глина, песок, мергель разрывают экскаваторами и гидромеханическим способом, т. е. размывают породу водой и транспортируют по трубопроводам.
Крупные предприятия
Добычу природного сырья осуществляют горные предприятия, представляющие собой самостоятельную производственную единицу. Они осуществляют разведку, извлечение и обогащение различных пород.
Существуют следующие предприятия по добыче сырья:
- шахта;
- рудник;
- карьер
- прииск.
Современные шахты и рудники представлены комплексами строений, сгруппированных в блоки. На поверхности располагаются здания подъемных машин, эстакады, помещения электроподстанции и многое другое, что может понадобиться при добыче природного сырья. На поверхности размещаются материальные склады различного назначения.
В России
В недрах России находится до 10 тысяч тонн золота и другого сырья, которое добывается уже на протяжении многих десятков лет. Промышленная разработка ведется на Наталкинском месторождении и в Сухом Логе. На долю Дальневосточного округа приходится большая часть золотодобычи — более 50 % в год.
Список главных российских горнодобывающих предприятий.
- «Алроса». Находится в республике Саха. Основным направлением является добыча алмазов.
- Артель «Амур». Специализируется на добыче платины и палладия.
- «Атомредметзолото». Предприятие ведет добычу урановых руд.
- «Евразруда». Занимается разработкой пяти месторождений железной руды.
- Приаргунское ПГХО. Специализация — разработка урановых и молибдено-урановых месторождений в Забайкальском крае.
Это лишь малая часть предприятий, действующих на отечественной территории. Некоторые из них активно ведут добычу ископаемых, но есть и такие, которые находятся на грани банкротства.
Значение
Сложно представить себе народное хозяйство или промышленную деятельность без использования горных пород. Применять их для собственных нужд начали еще в древние времена, когда человек научился обрабатывать камни.
Первое место, где используется природное сырье — строительная отрасль. Здесь востребован мрамор, известняк, гранит, кварцит и другие вещества. Некоторые породы находят свое применение в металлургии, например, огнеупорная глина и доломит.
В химической отрасли используется каменная соль, трепел и диатомит. В сельском хозяйстве не обойтись без калийных солей и фосфоритов, которые входят в состав удобрений.
Таким образом, можно сделать вывод, что полезные ископаемые являются необходимыми помощниками человека практически в каждой сфере.