Виды полезных ископаемых по свойствам. Основные виды полезных ископаемых

Месторождением полезного ископаемого называется участок земной коры, в котором в результате тех или иных геологических процессов произошло накопление минерального вещества, по количеству, качеству и условиям залегания пригодного для промышленного использования. Полезные ископаемые бывают газообразные, жидкие и твердые. К газообразным относятся горючие газы углеводородного состава и негорючие инертные газы; к жидким - нефть и подземные воды; к твердым принадлежит большинство полезных ископаемых, которые используются как элементы или их соединения (железо, золото, бронза и др.), кристаллы (горный хрусталь, алмаз и др.), минералы (ископаемые соли, графит, тальк и др.) и горные породы (гранит, мрамор, глина и др.).

По промышленному использованию месторождения полезных ископаемых разделяются на рудные, или металлические; нерудные, или неметаллические; горючие и гидроминеральные (табл. 1).

Рудные месторождения в свою очередь подразделяются на месторождения черных, легких, цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов, а также рассеянных и редкоземельных элементов.

К нерудным месторождениям относятся месторождения химического, агрономического, металлургического, технического и строительного минерального сырья.

Месторождения горючих полезных ископаемых принято разделять на месторождения нефти, горючих газов, углей, горючих сланцев и торфа.

Гидроминеральные месторождения разделяют на подземные воды (питьевые, технические, минеральные) и нефтяные, содержащие ценные элементы в количестве, достаточном для их извлечения (бром, йод, бор, радий и др.).

Минеральное сырье используется для нужд промышленности как непосредственно, без предварительной переработки, так и для извлечения из него ценных, необходимых народному хозяйству природных химических соединений или элементов. В последнем случае оно называется рудой.

Руда представляет собой минеральный агрегат, в котором содержание ценного компонента (или компонентов) достаточно для промышленного извлечения. Количество минерального сырья в недрах называется его запасами. Качество минерального сырья, идущего на переработку, определяется содержанием в нем ценных компонентов. Для промышленной оценки некоторых видов полезных ископаемых, кроме того, имеет значение наличие в них вредных компонентов, затрудняющих переработку и использование руд. Чем выше содержание ценных и чем ниже концентрация вредных компонентов, тем больше ценность руды.

Минимальные запасы и содержание ценных компонентов, а также допустимое максимальное содержание вредных примесей в минеральном сырье, при которых возможна эксплуатация месторождения полезных ископаемых, называются промышленными кондициями. Промышленные кондиции не являются строго определенными и раз навсегда заданными.

Во-первых, они с развитием потребностей человечества в минеральном сырье исторически меняются.

Во-вторых, промышленные пределы уменьшаются благодаря совершенствованию техники добычи и переработки минерального сырья. В-третьих, промышленные кондиции на минеральное сырье различны для разных природных условий нахождения месторождений полезных ископаемых и определяются при помощи экономических расчетов.

Чем выше ценность минерального сырья, тем ниже промышленный кондиционный минимум по требованиям к запасам и к содержанию ценных компонентов. Однако оно всегда больше среднего содержания ценных элементов в горных породах земной коры (их кларков).

Введение………………………………………………………………………..….4

Глава 1 Полезные ископаемые……………………………………………...…..6

1.1 История развития использования полезных ископаемых…………….……6

1.2 Классификации полезных ископаемых………………………………….….9

Глава 2 Полезные ископаемые на территории Еврейской Автономной Области………………………………………………………………………..…13

2.1 История освоения и использования полезных ископаемых на территории ЕАО...................................................................................................................13

2.2Полезные ископаемые на территории Еврейской Автономной области....16

Заключение………………………………………………………………….……27

Список литературы………………………………………………………………28

Расплавы звонких руд вонзились

в интервалы

И трещины пород; подземные пары.

Как змеи, извиваясь меж камнями,

Пустоты скал наполнили огнями

Чудесных самоцветов. Все дары

Блистательной таблицы элементов

Здесь улеглись для наших инструментов

И затвердели...

Н. Заболоцкий

Введение

Когда-то люди пользовались только тем, что, лежит на поверхности земли. Они и не подозревали, какие несметные сокровища скрываются в ее толще. Но по мере того, как "аппетиты" людей росли, им волей-неволей пришлось сперва потихоньку ее "царапать", а затем все глубже и глубже в нее вгрызаться, открывая "дверь" в подземные кладовые.

К полезным ископаемым относятся топливные ресурсы, необходимые для энергетики и транспорта; руды, содержащие металлы; песок, гранит, щебенка, глина - то, без чего не обойдется строительство; драгоценные камни и, разумеется, вода - основа всего живого.

Все это давно или недавно человек наловчился извлекать из земных недр. Каждое из названных ископаемых требовало своего особого подхода. Люди научились использовать даже очень бедные руды, когда исчерпывались богатые, переходили от добычи одного топлива к другому, наизобретали огромное количество способов и машин, помогающих им находить и извлекать ископаемые и в очень далеких, труднодостижимых районах, и глубоко под землей.

Ресурсы богатство природы, которые человечество использует для удовлетворения своих потребностей. Они расположены неравномерно, и запасы их неодинаковы, поэтому отдельные страны имеют различную ресурсообеспеченность, т.е. соотношение между величиной природных ресурсов и размерами их использования.

Актуальность темы заключается в том, что полезные ископаемые являются фактором экономического состояния территории. Если правильно использовать их, то данная территория будет хорошо экономически развиваться.

Предмет – полезные ископаемые

Объект – полезные ископаемые на территории ЕАО

Работа состоит из 25 листов, в ней представлены 2 главы: теоретическая и практическая; 3 приложения и 1 таблица.

В данной курсовой работе мы использовали следующие методы: картирования, изучение научной литературы, визуальный метод определения минералов.

Глава 1 Полезные ископаемые

1.1 История развития использования полезных ископаемых

Полезные ископаемые - природные минеральные образования в земной коре неорганического и органического происхождения, которые при данном уровне техники могут быть использованы в народном хозяйстве в естественном виде или после соответствующей переработки. Скопления полезных ископаемых в земной коре образуют месторождения полезных ископаемых.

В наши дни известно около 250 видов полезных ископаемых и почти 200 видов поделочных и драгоценных камней. Однако вовлечение их в хозяйственный оборот происходило постепенно на протяжении всей человеческой цивилизации.

Первым металлом, который стал известен человеку, по-видимому, была медь. По мнению археологов, применять самородную медь начали еще за 12-11 тысяч лет до нашей эры в каменном веке. Затем наступил собственно медный век. В древнем мире медь добывали в Сирии, Палестине, на Кипре, в Испании, Сербии, Болгарии, на Кавказе, в Индии. В течение нескольких тысячелетий ее широко использовали для производства орудий труда, утвари, украшений, а позднее и для чеканки монет.

Затем, примерно за 4 тысяч лет до нашей эры начался бронзовый век. Это означало, что люди научились получать сплав меди и олова, который к тому времени также стал известен сначала на Ближнем Востоке, а позднее в Европе. Полагают, что само слово «бронза» происходит от названия порта Бриндизи в южной Италии, где было освоено производство этого металла. Как и медь, бронзу широко использовали для изготовления самых различных орудий труда. При помощи их, в частности, обрабатывали каменные глыбы знаменитой пирамиды Хеопса. Кроме того, бронзу стали применять в качестве конструкционного материала. Например, из бронзовых деталей была смонтирована статуя колосса Родосского, относящаяся к одному из семи чудес света.

Наряду с ними широко использовали уже и некоторые другие металлы и камни.

В первую очередь это относится к золоту. Самородное золото стало известно примерно так же давно, как и самородная медь. Что касается его добычи, то она началась, очевидно, в Древнем Египте, где, как известно, этот металл связывали с культом Солнца и обожествляли. Задолго до начала нашей эры золото добывали в Малой Азии, в Индии, в Древнем Риме. Использовали его в основном для производства украшений, изделий культа, для чеканки монет. Богатейшими золотыми сокровищами обладала также империя инков в Южной. Америке. Именно эти сокровища особенно привлекли испанских конкистадоров во время завоевания ими Нового Света.

Уже в Древней Греции и в Древнем Риме, да и в других регионах Земли, были широко известны свинец, руда ртути киноварь - ее использовали для изготовления красного красителя, сера, поделочные камни - мрамор, лазурит, многие драгоценные камни - изумруд, бирюза и др.. В третьем тысячелетии до нашей эры в копях Голконды (Южная Индия) начали добывать алмазы.

Постепенно бронзовый век сменился железным веком, который продолжался примерно 3,5 тысяч лет. Археологическими исследованиями установлено, что железо сыграло особенно большую роль в развитии человеческой цивилизации. Железные руды использовали на территории Европы, южной России, Кавказа. Из железа производили орудия труда и быта, оружие, многие другие изделия.

До промышленных переворотов XVIII-XIX вв. - минерально-сырьевую базу человечества составляли примерно те же металлы (медь, железо, золото, серебро, олово, свинец, ртуть), что и в древнем мире, а также поделочные и драгоценные камни. Но во второй половине XIX и в первой половине XX в. состав этой базы претерпел очень большие изменения.

Они коснулись топливных полезных ископаемых. Началось широкое использование ископаемых углей. То же относится и к нефти. Известно, что природный битум использовали еще тысячелетие назад, но первые примитивные нефтяные скважины появились только в XVII в., а начало промышленной добыче было положено лишь в середине XIX в., причем почти одновременно в Польше, Румынии, России и США.

Изменения коснулись и рудных полезных ископаемых. В первую очередь это относится к алюминию. Запасы бокситов были впервые обнаружены в начале XIX в. на юге Франции у местечка Бокс (отсюда и их название). В середине того же века была разработана технология промышленного получения этого металла. Но массовое его производство и применение началось уже в XX в. Примерно такие же вехи отмечают «родословную» марганца, хрома (от греч. «хромое» - цвет), никеля, ванадия, вольфрама, молибдена, магния.

Наконец, эти изменения коснулись и нерудных ископаемых - фосфоритов, калийных солей, асбеста, алмазов. Первая «алмазная лихорадка» была отмечена в Бразилии еще в первой половине XVIII в. Во второй половине XIX в. такие «лихорадки» произошли в Южной Африке и в США (Калифорния). В 1829 г. 14-летний Павел Попов нашел первый алмаз на территории России - на одном из рудников Урала.

Новое количественное и качественное изменение минерально-сырьевой базы человечества началось уже в середине XX в. в связи с научно-технической революцией. Речь идет в первую очередь о «металлах XX века»- титане, кобальте, бериллии, литии, ниобии, тантале, цирконии, германии, теллурии, без которых было бы практически невозможно развитие самых современных производств. [максаковский]

1.2 Классификации полезных ископаемых

Классификации их могут быть различными. Часто используют по технологии использования. Применяется также генетическая классификация, в основу которой положены возраст и особенности происхождения; при этом обычно выделяют ресурсы до-кембрийской, нижнепалеозойской, верхнепалеозойской, мезозойской и кайнозойской геологических эпох.

1. Топлевно-энергетическое сырье – нефть, уголь, газ, уран, торф, горючие сланцы и т.д.

2. Черные лимитирующие и тугоплавкие металлы – железо, хром, марганец, кобальт, никель, вольфрам и т.д.

3. Цветные металлы – цинк, алюминий, медь, свинец и т.д.

4. Благородные металлы – серебро, золото, металлы платиновой группы и т.д.

5. Химическое и агрономическое сырье – фосфориты, апатиты и т.д. [И.П.Романова, Л.И.Уракова, Ю.Г.Ермаков Природные ресурсы мира 1992]

Классификация по технологии использования:

1. Топливные ресурсы. Их принято учитывать по двум главным категориям - общегеологическихи разведанных ресурсов. В целом в мире на долю угля приходится 70-75% всех топливных ресурсов, а остальная часть примерно поровну распределяется между нефтью и природным газом.

Уголь широко распространен в земной коре: известно более 3,6 тыс. его бассейнов и месторождений, которые в совокупности занимают 15% земной суши. Как общие, так и разведанные запасы угля намного больше запасов нефти и природного газа. В 1984 г. на XXVII сессии Международного геологического конгресса общие мировые угольные ресурсы были оценены в 14,8 трлн т, а во второй половине 1990-х гг. в результате разного рода переоценок и перерасчетов - в 5,5 трлн т.

Как органического, так и неорганического происхождения, которые при данном уровне развития техники могут использоваться в хозяйстве.

В наше время известно около $250$ видов этих минеральных образований, но вовлечение их в хозяйственный оборот происходило на протяжении всей человеческой цивилизации.

По всей вероятности, первый металл , который стали использовать люди, была медь . Самородную медь, как считают археологи, использовали ещё в каменном веке. Это за $12-11$ тыс. лет до н. э., а позже наступает собственно медный век. Медь широко использовалась не только для производства орудий труда, из неё изготавливали украшения, утварь, чеканили монеты.

На смену меди приходит бронза примерно за $4$ тыс. лет до н. э. Бронзовый век говорит о том, что люди научились получать сплав меди и олова. Бронза сначала стала известна на Ближнем Востоке, а потом в Европе – в южной Италии, где было освоено её производство. Бронза, как и медь широко использовалась для изготовления орудий труда, а потом в качестве конструкционного материала. Из бронзовых деталей, например, была смонтирована статуя колосса Родосского .

Примерно $3,5$ тыс. лет продолжался железный ве к, пришедший на смену веку бронзовому. Именно железо, как утверждают археологи, сыграло огромную роль в развитии цивилизации. В Европе, на юге России, на Кавказе использовали железные руды для производства орудий труда и быта, для производства оружия и других изделий.

Интересно то, что в древнем мире минерально-сырьевая база была та же, что и в $ XVIII$- первой половине $XIX$ века – медь, железо, олово, свинец, золото, серебро. Вторая половина $XIX$ и начало $XX$ века внесли очень большие изменения, коснувшиеся топливных полезных ископаемых. Начиналась эпоха использования каменного угля и нефти . Первые нефтяные скважины появились в $ XVII$ веке, а промышленная добыча началась в середине $ XIX$ в. Коснулись изменения и рудных полезных ископаемых – алюминия, марганца, хрома, никеля, вольфрама, молибдена массовое производство которых началось значительно позже их открытия.

Замечание 1

В середине $ XX$ века с развитием научно-технической революции началось новое качественное и количественное изменение минерально-сырьевой базы человечества. Появился металл $ XX$ века, без которого развитие современного производства практически было бы невозможно – это титан, литий, цирконий, германий, теллурий и др.

Классификация полезных ископаемых

Полезные ископаемые называют пищей для промышленности, без них не сможет работать ни одна отрасль. Они очень разнообразны, поэтому имеют специфичные свойства.

В природе выделяются основные скопления этих веществ:

• Россыпи;
• Пласты;
• Жилы;
• Штоки;
• Гнезда.

Огромные скопления полезных ископаемых называют:

• Провинции;
• Районы;
• Бассейны;
• Месторождения.

Классификация по признакам агрегатного состояния:

• Твердые;
• Жидкие;
• Газообразные.

Классификация по применению:

• Горючие – нефть, уголь, газ;
• Рудные – все металлосодержащее сырье;
• Нерудные – сырье без содержания руды;
• Самоцветы – драгоценные и полудрагоценные камни.

Замечание 2

Наиболее ценную категорию полезных ископаемых составляют уголь, нефть, газ , относящихся к топливным ресурсам и, дающих человечеству при сжигании, основное количество энергии. Определенный запас тех или иных минеральных ресурсов есть во всех странах, экономический уровень которых в значительной степени определяет не только количественный, но и качественный их состав.

Добыча полезных ископаемых

С развитием промышленности растет потребность в полезных ископаемых, их добыча постоянно увеличивается и приобретает такие темпы и масштабы, что остро встает вопрос об альтернативных источниках. Минеральные ресурсы не безграничны. Большая их часть относится к невозобновимым, потому что на восстановление требуются сотни и тысячи лет, а разработка месторождений занимает десятилетия. Подобное обстоятельство требует бережного и полного их использования.

Открытие и изучение новых месторождений является очень сложной задачей, решение которой опирается на теоретические исследования, использование современной техники, точные экономические расчеты, научно обоснованные прогнозы. В решении этих вопросов участие принимают самые разные специалисты.

Добычу минеральных ресурсов осуществляют открытым и закрытым способами. Открытый способ позволяет добывать горные породы в карьерах и с экономической точки зрения является более выгодным. С точки зрения экологии – наоборот – выработанные и брошенные карьеры становятся причиной эрозии почвы. Обычно открытым способом ведется добыча тех ископаемых, которые находятся на поверхности или неглубоко в недрах. Чаще всего так добывают песок, мел, известняк, железные и медные руды, некоторые виды угля.

С больших глубин твердые полезные ископаемые добывают с помощью подземных шахт, которые считаются опасными для жизни работников. Для добычи жидких и газообразных ископаемых применяют буровые скважины, реже шахты. Способ добычи зависит от геологических условий залегания и экономических расчетов.

Охрана природы при разработке полезных ископаемых

Все мероприятия, связанные с разработкой полезных ископаемых, должны проходить в соответствии с соблюдением мер по охране недр и окружающей среды. В результате добычи создаются отвалы, терриконы, карьеры, происходит загрязнение воды, воздуха, почвы. Разработка месторождений открытым способом негативно влияет на плодородные земли, поля, луга, лесные массивы. Законодательство предусматривает их восстановление. Все добывающие предприятия обязаны обеспечить возможности для восстановления нарушенного ландшафта еще до начала работ. Порода, образующая терриконы, может быть использована при строительстве дорог, фундаментов домов, а на их месте разбиты парки и высажены лесные полосы. Пустая оставшаяся порода используется для заполнения выработанных шахт и штолен. Речь идет о полной рекультивации земель после добычи полезных ископаемых.

Рекультивация предполагает следующие работы:

• Проектирование, химическое исследование, картографирование земель;
• Снятие, складирование и транспортировка плодородных земель;
• Выравнивание поверхности;
• Нанесение обогащенного слоя;
• Очищение от производственных отходов;
• Внесение полезных удобрений;
• Посев растений.

Минералы и горные породы, которые используются или могут быть применены в народном хозяйстве, называются полезными ископаемыми (минеральным сырьем). Понятие это относительное, потому что с годами полезными ископаемыми становятся все новые продукты земных недр. Например, сравнительно недавно выяснилась исключительная ценность урановых минералов; началась добыча калийных солей, бокситов... Подразделяют полезные ископаемые по-разному. В одном случае подчеркивается их физическое состояние: твердые (руды, угли, мрамор, гранит), жидкие (нефть, подземные воды), газовые (горючие газы, гелий). В другом случае за основу берется их использование: горючие, рудные, нерудные полезные ископаемые.

Скопления, залежи полезных ископаемых называют месторождениями . Крупные территории, где находится несколько месторождений, - провинции ископаемых.

Схема происхождений рудных месторождений: 1, 2, 3-магматические месторождения; 4-контактовые (в местах соприкосновения магмы с породами, в которые она внедряется); 5, 6, 7-гидротермальные (связанные с восходящими горячими водными растворами); 8-вулканические месторождения (образовавшиеся при застывании магмы, излившейся на поверхность); 9-осадочные (в современных водоемах); 10-результат выветривания горных пород, оставшихся на месте образования (элювий); 11 -результат выветривания, переноса и отложения горных пород водными потоками (россыпи); 12-древняя погребенная россыпь.

Каждая геологическая эпоха оставила нам залежи разнообразных полезных ископаемых. Например, отложения древнейшей, докембрийской эпохи богаты железом, никелем, медью. А в современных речных осадках встречаются россыпные месторождения золота, платины, алмазов. Поэтому, прежде чем искать залежи, геологам требуется основательно изучить геологическое строение района, определить состав и возраст распространенных здесь пород, условия залегания толщ (тектонику).

Обнаружить в земле скопления полезных минералов или горных пород - еще полдела. Этим завершаются поисковые геологоразведочные работы. Затем следует новый этап: разведка месторождения. Для этого проводятся детальные исследования качества руды, особенностей ее залегания, по дочитываются запасы полезного ископаемого. После этого разрабатываются способы добычи и переработки руды. И даже тогда, когда уже работают шахты, рудники, обогатительные фабрики (на них очищают, концентрируют руду), геологи продолжают изучать месторождение, уточнять запасы полезного ископаемого, разведывать новые участки.

Полезные ископаемые.

Обычно в первую очередь открывают месторождения полезных ископаемых, залегающие близ земной поверхности. А разрабатываются вначале наиболее богатые, концентрированные руды. Однако со временем подобных легкодоступных и богатых месторождений становится все меньше и меньше. Человек в поисках подземных кладовых все глубже проникает в недра.

Открытый способ добычи полезных ископаемых в карьерах экономически более выгоден, чем шахтный. Карьер Лениногорского полиметаллического комбината в Казахстане.

Геологический разрез Михайловского месторождения железных руд (КМА). 1-покрывающие породы; 2-богатые железные руды; 3-железистые кварциты (бедные железные руды).

Разрез разрабатываемого жильного месторождения.

Разведочные скважины достигают 10-километровой глубины, а шахты уходят вглубь более чем на 3 км.

Постепенно переходят в разряд полезных ископаемых небогатые, бедные руды, содержащие сравнительно небольшой процент полезных компонентов. (Прежде они не добывались, не использовались, т. е. не считались полезными ископаемыми.) Это стало возможно после того, как появились новые, могучие горные машины, перерабатывающие целые горы пород, и новые методы обогащения, позволяющие извлекать даже небольшие количества химических элементов и соединений.

Существуют особые методы добычи полезных ископаемых (кроме открытого - в карьерах и шахтного). Они называются геотехнологическими . С их помощью руда добывается в недрах. Делается это путем закачки горячей воды, растворов в пласты, содержащие растворимые полезные ископаемые. Другие скважины откачивают получившийся раствор. Для растворения или для концентрации некоторых руд (например, меди) используются даже бактерии.

В наше время полезные ископаемые необходимы всюду. Минеральное сырье называют пищей промышленности. Черная и цветная металлургия полностью работает на минеральном сырье. Для химической промышленности доля его достигает 75%. Большая часть электроэнергии вырабатывается на тепловых и атомных станциях, использующих уголь, газ, мазут, радиоактивные вещества. Почти весь транспорт (автомобильный, железнодорожный) действует на энергии горючих ископаемых. Основа промышленности строительных материалов - горные породы. Кроме того, полезные ископаемые необходимы современному сельскому хозяйству.

Очень широко применяются минеральные удобрения: калийные соли, фосфатное сырье, известняки, доломиты.

Потребность в полезных ископаемых постоянно растет, увеличивается добыча минерального сырья. В естественных условиях месторождения полезных ископаемых формируются за многие тысячи и миллионы лет, а разрабатываются они обычно за десятилетия. Это заставляет с предельной бережливостью и наиболее полно использовать минеральные ресурсы. Иногда удается восстанавливать запасы некоторых полезных ископаемых (скажем, растворимых солей). Но пока главная задача охраны недр - рациональная эксплуатация подземных богатств, бережное и наиболее полное, комплексное их использование.

Изучение полезных ископаемых, открытие новых месторождений - очень сложная задача. Она решается на основе сложных теоретических исследований, использования современной техники, экономических расчетов, научно обоснованных прогнозов. В этом деле участвуют различные специалисты.

Для открытия месторождений полезных ископаемых требуются специальные знания, проведение комплексных, технически сложных геологоразведочных работ. И все-таки краеведы могут обнаружить или тем более изучать месторождения некоторых полезных ископаемых. Прежде всего местные строительные материалы (известняки, гравий и галька, крупные пески, бутовый камень) и сырье для местных промыслов (чистые кварцевые пески, глины и пр.), а также торф, болотные руды и т. д. Очень интересная и важная задача - составить коллекцию полезных ископаемых района с указанием их свойств и путей использования. К полезным ископаемым могут относиться и некоторые отходы производств, например шлаки, используемые в строительстве.

Следует помнить, что далеко не всегда удается верно определить (на глаз) признаки возможного месторождения полезного ископаемого. Скажем, маслянистая пленка на поверхности болотца обычно совсем на связана с нефтью, а единичный кусок руды может быть занесен издалека.

Наконец, иногда встречаются древние колодцы, шахты, забои, где некогда добывали полезные ископаемые наши далекие предки. В этих выработках подчас сохраняются каменные орудия или остатки железных инструментов. Подобные находки исключительно интересны для краеведа, но, конечно, редки. Древние горные выработки встречаются в Средней Азии, на Кавказе, Урале, Украине, западе Белоруссии.

Природный газ – смесь газов, которая образуется в недрах земли при разложении органических веществ. Он относится к горючим полезным ископаемым и используется в качестве топлива и в химической промышленности. Иногда природный газ также называют «голубым топливом» - именно такой цвет имеет пламя, образующееся при его сжигании.

Природный газ может находиться в недрах в газовом состоянии в виде отдельных скоплений или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений. Он также может быть растворён в нефти или воде.

Природный газ состоит в основном из метана (до 98%). Помимо него в состав природного газа входят другие углеводородные соединения (этан, пропан, бутан), а также водород, сероводород, азот, гелий и углекислый газ. Сам по себе природный газ не имеет цвета и запаха. Так как в больших концентрациях он смертельно опасен для человека, то в него добавляют вещества, имеющие сильный неприятный запах.

Метан широко распространен в космосе: третий по количеству после водорода и гелия. Он является одной из составляющих планет и астероидов, но так как практического применения это не имеет, то в природные запасы газа эта часть не включается. По причине невозможности добычи не принимается во внимание и большое количество углеводородов, содержащихся в земной мантии.

Залежи добываемого природного газа сосредоточены в осадочной оболочке земной коры. Считается, что образуются он в результате разложения останков живых организмов. Природный газ образуется при больших температурах и давлениях, чем нефть, поэтому обычно залегает глубже (от одного до нескольких километров от поверхности земли). Наибольшими запасами природного газа обладают Россия (Уренгойское месторождение), США, Канада.

В недрах газ располагается в микроскопических пустотах, которые называют порами. Они соединены между собой микроскопическими каналами, по которым газ поступает из пор с высоким давлением в поры с более низким давлением. Природный газ добывают из недр земли с помощью скважин, которые размещаются равномерно по всей территории месторождения. Это создаёт равномерное падение пластового давления в залежи. Перед использованием газа из него необходимо удалить примеси, что делается на специальном газоперерабатывающем предприятии. Далее газ отправляют потребителям по специальным трубопроводам.

Минералами называются однородные по своему составу и строению части горных пород и руд. Это химические соединения, образовавшиеся в результате определённых геологических процессов. Минералов на Земле огромное количество, поэтому их объединяют в однородные группы по химическому составу и физическим свойствам. Большинство минералов находятся в твердом состоянии, но иногда встречаются жидкие (например, ртуть) и даже газообразные (углекислый газ, сероводород). Одни минералы прозрачны, другие полупрозрачны или совершенно не пропускают свет.

Профессионалы легко могут различить минералы по их окраске. Так, киноварь имеет красный цвет, а малахит ярко-зеленый, а некоторые минералы бывают разных цветов. Существенно отличаются минералы и по своей форме. Кристаллические минералы могут иметь форму куба, призмы, многогранника. Однако подавляющее большинство минералов могут иметь разную неопределённую форму.

Существенно различаются минералы по твёрдости. Для оценки этого параметра используется шкала Мооса. В неё входит десять элементов, каждому из которых соответствует определённый уровень твёрдости: тальк -1, гипс – 2, кальцит – 3, флюорит - 4, апатит – 5, ортоклаз – 6, кварц – 7, топаз – 8, корунд -9, алмаз - 10. Каждый последующий минерал царапает все предыдущие. Для определения твёрдости другого минерала необходимо выяснить, какой из входящих в шкалу Мооса он царапает, а каким царапается сам.

Свойства минералов зависят от их химического состава, кристаллической структуры – то есть характеру связи мельчайших частиц (атомов), из которых состоит кристалл. В зависимости от этого параметра выделяют кальциты, кварцы, полевые шпаты слюду и другие минералы.

Кальцит – один из наиболее распространенных минералов. Он в основном бесцветен или обладает молочно-белым цветом. Иногда встречается кальцит, окрашенный в различные оттенки серого, желтого, красного, бурого и черного цвета. Если на этот минерал воздействовать соляной кислотой, будет происходить бурное выделение углекислого газа.
Кальцит образуются в морских бассейнах, а со временем превращаются в горную породу - известняк или мрамор.

Кварц также относится к числу наиболее распространенных минералов. Кристаллы кварца могут достигать огромных размеров и весить до 40 тонн. Цвет кварца молочно-белый или серый. Прозрачные кристаллы кварца называют горным хрусталем, фиолетовые - аметистом, черные - морионом. Кварц обычно входит в состав кислых магматических горных пород - гранитов, гранитных пегматитов и других.

Полевые шпаты составляют примерно 50% по весу от всех силикатов, входящих в состав земной коры. Они являются основной составной частью большинства горных, многих метаморфических и некоторых осадочных пород. Слюды обладают довольно сложным химическим составом и существенно отличаются набором элементов, окраской и другими свойствами.

Распространённые минералы встречаются на Земле достаточно часто и поэтому не являются особо ценными видами полезных ископаемых. Они используются в разных областях промышленности и сельского хозяйства: для получения минеральных удобрений, некоторых химических элементов и соединений, в производстве строительных материалов и других сферах.

Одними из важнейших полезных ископаемых, наряду с горючими, являются так называемые рудные полезные ископаемые. Рудой называют горную породу, которая в больших количествах содержит определённые элементы или их соединения (вещества). Наиболее используемыми типами руд являются железные, медные и никелевые.

Железной рудой называются руда, которая содержат железо в таких количествах и химических соединениях, что его извлечение возможно и экономически выгодно. Важнейшими минералами являются: магнетит, магномагнетит, титаномагнетит, гематит и другие. Железные руды различаются по минеральному составу, содержанию железа, полезных и вредных примесей, условиям образования и промышленным свойствам.

Железные руды разделяют на богатые (более 50% железа), рядовые (50-25%) и бедные (менее 25% железа) В зависимости от химического состава их применяют для выплавки чугуна в естественном виде или после обогащения. Железные руды, использующиеся для производства стали, должны содержать определённые вещества в необходимых пропорциях. От этого зависит качество получаемого продукта. Некоторые химические элементы (помимо железа) могут извлекаться из руды и использоваться для других целей.

Месторождения железной руды разделяют по происхождению. Обычно выделяют 3 группы: магматогенные, экзогенные и метаморфогенные. Они могут подразделяться ещё на несколько групп. Магматогенные образуются в основном при воздействии на различные соединения высоких температур. Экзогенные месторождения возникли в долинах рек при отложении осадков и выветривании горных пород. Метаморфогенные месторождения - ранее существовавшие осадочные месторождения, преобразовавшиеся в условиях высоких давлений и температур. Наибольшее количество железной руды сосредоточено на территории России.

Курская магнитная аномалия самый мощный в мире железорудный бассейн. Залежи руды на её территории оцениваются в 200-210 миллиардов тонн, что составляет около 50 % железорудных запасов на планете. Она располагается в основном на территории Курской, Белгородской и Орловской областей.

Никелевая руда – руда, содержащая химический элемент никель в таких количествах и химических соединениях, что его извлечение является не только возможным, но и экономически выгодным. Обычно таковыми являются месторождения сульфидных (содержание никеля 1-2%) и силикатных (содержание никеля 1-1,5%) руд. К наиболее важным относят часто встречающиеся минералы: сульфиды, водные силикаты и никелевые хлориты.

Медными рудами называются природные минеральные образования, содержание меди в которых достаточно для экономически выгодной добычи этого металла. Из множества известных содержащих медь минералов используются в промышленных масштабах около 17: медь самородная, борнит, халькопирит (медный колчедан) и другие. Промышленное значение имеют такие типы месторождений: медноколчеданные, скарновые медно-магенетитовые, медно-титаномагнетитовые и медно-порфировые.

Они залегают среди вулканических пород древнего периода. В этот период действовали многочисленные наземные и подводные вулканы. Вулканы выделяли сернистые газы и горячие воды, насыщенные металлами – железом, медью, цинком и другими. Из них на морском дне и в подстилающих породах отлагались руды, состоящие из сульфидов железа, меди и цинка, получившие название колчеданов. Основным минералом колчеданных руд является пирит, или серный колчедан, который составляет преобладающую часть (50–90%) объема колчеданных руд.

Большая часть добываемого никеля используется для производства жаропрочных, конструкционных, инструментальных, нержавеющих сталей и сплавов. Небольшая часть никеля расходуется на производство никелевого и медно-никелевого проката, для изготовления проволоки, лент, разнообразной аппаратуры для промышленности, а также в авиации, ракетостроении, при производстве оборудования для атомных электростанций, изготовлении радиолокационных приборов. В промышленности сплавы никеля с медью, цинком, алюминием, хромом и другими металлами.

Уголь - первое из полезных ископаемых, используемых человеком в качестве топлива. Лишь в конце прошлого века его заменили другие энергоносители, а вплоть до 60-х годов он оставался самым используемым источником энергии. Однако и сейчас он активно используется в металлургической промышленности при выплавке чугуна. Уголь, также как и другие основные энергоносители, представляет собой изменившееся за длительный промежуток времени и под действием различных процессов органическое вещество.

Уголь отличается соотношением составляющих его элементов. Это соотношение определяет и основной параметр добываемого угля – количество теплоты, выделяющееся при его сгорании.

Каменный уголь – это осадочная порода, образовавшаяся при разложении остатков растений (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений). Основная часть добываемых в настоящее время каменных углей образовалась примерно 300-350 миллионов лет тому назад.

Существует также бурый уголь. Это более молодой вид угля, обладающей меньшей теплотой сгорания. В качестве топлива его используют реже, а основной целью добычи является получение некоторых химических соединений. Особо качественным видом угля является антрацит, обладающий наибольшей теплотой сгорания. Однако и он имеет свой недостаток – плохо воспламеняется.

Для образования угля необходимо накопление большого количества растительной массы, без доступа кислорода. Такие условия выполнялись в древних торфяных болотах. Сначала образуется торф, который затем оказывается под слоем наносов и постепенно, испытывая сжатие, превращается в уголь. Чем глубже залегают пласты торфа, тем более высокого качества получается уголь. Однако это не значит, что хороший уголь обязательно залегает на большой глубине: многие слои, лежавшие поверх него, со временем разрушились, и пласты угля оказались на глубине около километра.

В зависимости от глубины залегания уголь добывают открытым способом, снимая верхний слой земли над пластами, или шахтовым (подземным) – сооружением специальных подземных ходов (шахт). Чаще всего качественный уголь добывается шахтовым методом. Несколько угольных месторождений составляют угольный бассейн. Один из крупнейших подобных бассейнов в мире – Кузнецкий – расположен в России. Ещё один крупный угольный бассейн – Донбасский – находится на территории Украины.

Нефтью называют горючую маслянистую жидкость красно-коричневого или чёрного цвета со специфическим запахом. Нефть является одним из важнейших полезных ископаемых на Земле, так как из неё получают наиболее используемые в настоящее время виды топлива. Обычно нефть образуется вместе с другим, не менее важным полезным ископаемым - природным газом. Поэтому очень часто эти два вида полезных ископаемых добываются в одном и том же месте. Нефть может залегать на глубине от нескольких десятков метров до 6 километров, но чаще всего она располагается на глубине 1-3 км.

Нефть состоит из различных углеводородов и соединений, содержащих, помимо углерода и водорода кислород, серу и азот. Нефть может значительно отличаться не только по составу, но и по цвету: от светло-коричневой, почти бесцветной, до темно-бурой, почти чёрной.

Происхождение этого полезного ископаемого долго вызывало множество споров. Первоначально учёные считали, что нефть – это уголь на ранней стадией в жидком состоянии. Позднее выдвигались гипотезы об образовании нефти при воздействии проникающей в глубь земли воды на другие вещества. Лишь в прошлом веке учёные определили, что нефть образуется в результате сложного и длительного процесса разложения органического вещества глубоко под землёй.

Сейчас почти вся добываемая в мире нефть извлекается из глубины посредством так называемых буровых скважин. Раньше применялись более примитивные способы добычи: нефть собирали с поверхности водоёмов, обрабатывали нефтесодержащие породы песчаника или известняка, сооружали колодцы.

После добычи нефть перерабатывают на специальных предприятиях, получая необходимое топливо (бензин, дизельное топливо и другие). Нефть активно используется не только для получения топлива, но и различных элементов, применяемых в химической промышленности.

Нефть относится к невосполняемым полезным ископаемым, то есть в настоящее время уже не образуется. Необходимость в большом количестве топлива в современном мире, приводит к огромным масштабам добычи. По расчётам специалистов, запасы нефти, которые известны к настоящему времени и доступны для добычи, должны истощиться в течение ближайших 100 лет. В дальнейшем человечеству придётся либо искать новые способы добычи, либо получать топливо другим путём. Наибольшие запасы нефти сосредоточены на территории Саудовской Аравии, России и США, которые являются лидерами мировой нефтедобычи.