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Que sont les minéraux 3. Les minéraux et leurs propriétés

Les minéraux sont des formations de la croûte terrestre constituées de minéraux, de produits chimiques et propriétés physiques qui permettent leur utilisation dans la sphère industrielle et domestique. Sans la variété de substances dont la Terre est riche, notre monde ne serait pas aussi diversifié et développé. Le progrès technologique serait inaccessible et extrêmement difficile. Considérons le concept, les types de minéraux et leurs caractéristiques.

Concepts et termes liés au sujet

Avant d’examiner les types de minéraux, il est nécessaire de connaître les définitions spécifiques liées à ce sujet. Cela permettra de tout comprendre de plus en plus facilement. Ainsi, les minéraux sont des matières premières minérales ou des formations de la croûte terrestre, qui peuvent être d’origine organique ou inorganique et utilisées dans la production d’objets matériels.

Un gisement minéral est l'accumulation d'une certaine quantité de matière minérale à la surface ou à l'intérieur de la Terre, qui est divisée en catégories selon le domaine d'application dans l'industrie.

Le minerai est une formation minérale apparue dans des conditions naturelles et constituée de tels composants et dans des proportions telles que son utilisation est possible et conseillée pour le domaine industriel et technique.

Quand l’exploitation minière a-t-elle commencé ?

On ne sait pas avec certitude quand exactement la première exploitation minière a eu lieu. Selon les historiens, les anciens Égyptiens ont ouvert le voile. L'expédition fut envoyée dans la péninsule du Sinaï en 2600 avant JC. On pensait qu’ils extrairaient du mica. Cependant, une percée a eu lieu dans la connaissance des anciens habitants sur les matières premières : du cuivre a été découvert. L’extraction et le traitement de l’argent sont connus de l’histoire de la Grèce. Les Romains ont découvert des métaux tels que le zinc, le fer, l'étain et le plomb. Après avoir établi des mines de l’Afrique jusqu’en Grande-Bretagne, l’Empire romain les a exploitées puis les a utilisées pour fabriquer des outils.

Au XVIIIe siècle, après la révolution industrielle, le besoin en minéraux est devenu urgent. Dans le cadre de cela, leur production s'est développée à un rythme rapide. Technologies modernes basé sur les découvertes de cette période. Au 19e siècle a eu lieu la fameuse « ruée vers l’or », au cours de laquelle une énorme quantité de métal précieux – l’or – a été extraite. Aux mêmes endroits ( Afrique du Sud) a découvert plusieurs gisements de diamants.

Caractéristiques des minéraux par état physique

Grâce aux leçons de physique, nous savons que les substances peuvent se trouver dans l'un des quatre états d'agrégation suivants : liquide, solide, gazeux et plasmatique. DANS vie ordinaire tout le monde peut facilement observer les trois premiers. Les minéraux, comme tout autre composé chimique, peuvent être trouvés à la surface de la Terre ou à l’intérieur de la Terre dans l’un des trois états suivants. Ainsi, les types de minéraux sont principalement divisés en :

liquide ( eau minérale, huile);
solide (métaux, charbons, minerais);
gazeux (gaz naturel, gaz inerte).

Chacun des groupes est une partie importante et intégrante de la vie industrielle. La diversité des ressources permet aux pays de se développer dans les domaines technique et économique. Le nombre de gisements minéraux est un indicateur de la richesse et du bien-être d'un pays.

Types industriels, classification des minéraux

Après la découverte des premières roches minérales, l’homme a commencé à réfléchir sérieusement aux bienfaits qu’elles pourraient apporter à sa vie. Avec l'émergence et le développement de l'industrie, une classification des gisements minéraux s'est constituée en fonction de leur utilisation dans le domaine technique. Regardons ces types de minéraux. Le tableau contient des informations complètes sur leurs caractéristiques :

Types industriels de gisements et de minéraux, leurs composants

Type de gisement fossile	Des groupes en son sein	Types de fossiles
Combustible (carburant)	État solide	Tourbe, charbon
Combustible (carburant)	État liquide/gazeux	Gaz, pétrole
Métal	Métaux ferreux	Manganèse, chrome, titane, fer
	Métaux non-ferreux	Plomb, cuivre, cobalt, aluminium, nickel
	Métaux nobles	Platine, or, argent
	Métaux rares	Étain, tantale, tungstène, niobium, molybdène
	Composés radioactifs	Thorium, radium, uranium
Non métallique	Matières premières minières	Mica, magnésite, talc, calcaire, graphite, argiles, sables
	Matières premières chimiques	Fluorite, phosphorite, barytine, sels minéraux
	Matériaux de construction	Marbre, gypse, graviers et sables, argiles, pierres de parement, matières premières cimentières
	Pierres précieuses	Pierres précieuses et ornementales

Les types de ressources minérales considérées, ainsi que les réserves d'eau douce, sont caractéristique principale la richesse de la terre ou d'un pays particulier. Il s'agit d'une gradation typique des ressources minérales, à l'aide de laquelle toutes les substances naturelles utilisées dans la sphère industrielle et domestique sont regroupées en fonction de leurs caractéristiques physiques et propriétés chimiques. Faisons connaissance avec chaque catégorie séparément.

Combustibles fossiles

Quel type de minéral est le pétrole ? Et le gaz ? Un minéral apparaît souvent comme un métal solide plutôt que comme un liquide ou un gaz obscur. Familier avec le métal petite enfance, tandis que comprendre ce qu'est le pétrole ou encore le gaz domestique vient un peu plus tard. Alors, dans quel type, selon les classifications déjà étudiées, faut-il classer le pétrole et le gaz ? Le pétrole appartient au groupe des substances liquides, le gaz – aux substances gazeuses. Sur la base de leur application, clairement, aux minéraux combustibles ou, en d’autres termes, aux minéraux combustibles. Après tout, le pétrole et le gaz sont principalement utilisés comme source d’énergie et de chaleur : ils alimentent les moteurs des voitures, chauffent les locaux d’habitation et cuisinent les aliments avec leur aide. L'énergie elle-même est libérée lors de la combustion du carburant. Et si l’on y regarde encore plus profondément, cela est facilité par le carbone, qui est présent dans tous les combustibles fossiles. Nous avons compris quel type de ressource minérale est le pétrole.

Quelles autres substances sont incluses ici ? Il s'agit de composés combustibles solides formés dans la nature : lignite et lignite, tourbe, anthracite, schiste bitumineux. Regardons leurs brèves caractéristiques. Types de minéraux (combustibles) :

Le charbon est le premier combustible que l’homme a commencé à utiliser. Principale source d’énergie utilisée à grande échelle dans la production, c’est grâce à ce fossile qu’a eu lieu la révolution industrielle. Il est formé de résidus végétaux sans accès à l'air. Selon la densité du carbone dans le charbon, on distingue ses variétés : anthracite, houille et houille, graphite ;
Les schistes bitumineux se sont formés sur les fonds marins il y a environ 450 millions d'années à partir de restes de végétation et d'animaux. Se compose de parties minérales et organiques. Lorsqu'il est distillé à sec, il forme une résine proche du pétrole ;
la tourbe est une accumulation de restes végétaux incomplètement décomposés dans des conditions marécageuses, plus de la moitié de sa composition est constituée de carbone. Utilisé comme carburant, engrais, isolation thermique.

Les substances naturelles combustibles constituent les types de minéraux les plus importants. Grâce à eux, l’humanité a appris à produire et à utiliser de l’énergie, et a également créé de nombreuses industries. Actuellement, le besoin de combustibles fossiles est très aigu pour la plupart des pays. Il s’agit d’un segment important de l’économie mondiale, dont dépend le bien-être des pays du monde entier.

Minéraux métalliques : types, caractéristiques

Nous connaissons les types de minéraux : combustibles, minerais, non métalliques. Le premier groupe a été étudié avec succès. Passons à autre chose - le minerai, ou le métal, les minéraux - c'est pour cela que l'industrie est née et s'est développée. Depuis l’Antiquité, les gens ont compris que le métal offre bien plus de possibilités dans la vie quotidienne que son absence. DANS monde moderne Il n’est plus possible d’imaginer la vie sans métal. DANS appareils ménagers et l'électronique, dans les maisons, dans la salle de bain, même dans une petite ampoule - on en trouve partout.

Comment l’obtiennent-ils ? Seuls les métaux nobles qui, en raison de leurs propriétés chimiques, ne réagissent pas avec d'autres substances simples et complexes, peuvent être trouvés sous leur forme pure. Les autres interagissent activement les uns avec les autres et se transforment en minerai. Le mélange de métaux est séparé si nécessaire ou laissé inchangé. Les alliages formés par la nature ont « pris racine » en raison de leurs propriétés mixtes. Le fer, par exemple, peut être rendu plus dur en ajoutant du carbone au métal pour créer de l’acier, un composé solide capable de supporter de lourdes charges.

En fonction des caractéristiques individuelles ainsi que du domaine d'application, les minerais sont divisés en groupes : métaux ferreux, non ferreux, nobles, rares et radioactifs.

Métaux noirs

Les métaux ferreux sont le fer et ses différents alliages : l'acier, la fonte et autres ferroalliages. Il est utilisé dans diverses industries : militaire, construction navale, aéronautique, construction mécanique.

De nombreux produits en fer sont utilisés dans la vie quotidienne : les ustensiles de cuisine sont en acier et de nombreux articles de plomberie en sont recouverts.

Métaux non-ferreux

Le groupe des métaux non ferreux comprend un grand nombre de minéral. Le nom du groupe vient du fait que de nombreux métaux ont une couleur spécifique. Par exemple, le cuivre est rouge, l’aluminium est argent. Les 3 types de minéraux restants (nobles, rares, radioactifs) sont essentiellement un sous-type de métaux non ferreux. Beaucoup d'entre eux sont mélangés à des alliages, car sous cette forme, ils ont de meilleures propriétés.

Les métaux non ferreux sont classés en :

lourd – hautement toxique avec un poids atomique élevé : plomb, étain, cuivre, zinc ;
légers, ayant une faible densité et un faible poids : magnésium, titane, aluminium, calcium, lithium, sodium, rubidium, strontium, césium, béryllium, baryum, potassium ;
les nobles, en raison de leur haute résistance, n'entrent pratiquement pas dans réactions chimiques, beaux à regarder : platine, argent, or, rhodium, palladium, ruthénium, osmium ;
petit (rare) – antimoine, mercure, cobalt, cadmium, arsenic, bismuth ;
les réfractaires ont un point de fusion élevé et une résistance à l'usure : molybdène, tantale, vanadium, tungstène, manganèse, chrome, zirconium, niobium ;
terres rares - le groupe est composé de 17 éléments : samarium, néodyme, lanthane, cérium, europium, terbium, gadolinium, dysprosium, erbium, holmium, ytterbium, lutécium, scandium, yttrium, thulium, prométhium, terbium ;
les épars ne se trouvent dans la nature que sous forme d'impuretés : tellure, thallium, indium, germanium, rhénium, hafnium, sélénium ;
les radioactifs émettent indépendamment un flux de particules radioactives : radium, plutonium, uranium, protactinium, californium, fermium, américium et autres.

L'aluminium, le nickel et le cuivre revêtent une importance particulière pour l'humanité. Les pays développés s'efforcent d'augmenter leur production, car la quantité de ces métaux non ferreux affecte directement les progrès techniques dans la construction aéronautique, l'astronautique, les dispositifs atomiques et microscopiques et l'électrotechnique.

Éléments naturels non métalliques

Résumons. Les principales catégories du tableau « Types de minéraux » (carburant, minerai, non métalliques) ont été étudiées. Quels éléments sont classés comme non métalliques, c'est-à-dire non métalliques ? Il s'agit d'un groupe de minéraux durs ou mous se présentant sous forme de minéraux ou de roches individuels. Science moderne On connaît plus d'une centaine de composés chimiques de ce type, qui ne sont rien de plus qu'un produit de processus naturels.

En termes d'ampleur de leur extraction et de leur utilisation, les minéraux non métalliques ne sont en avance que sur les types de minéraux combustibles. Le tableau ci-dessous contient les principales roches et minéraux qui composent le groupe des ressources naturelles non métalliques, ainsi que leurs brèves caractéristiques.

Minéraux non métalliques

Groupe de minéraux/roches non métalliques	Type de roche/minéral	Caractéristique
Matières premières minières	Amiante	Roche ignifuge. Utilisé pour la fabrication de matériaux ignifuges, de toitures, de tissus ignifuges.
	Calcaire	Roche sédimentaire largement utilisée dans la construction. Lors de la cuisson, on obtient de la chaux vive.
	Mica	Minéral rocheux. Selon la composition chimique, il est divisé en micas d'aluminium, de magnésium-fer et de lithium. Utilisé dans la technologie moderne.
Matières premières chimiques	Sels de potassium	Roches sédimentaires contenant du potassium. Utilisé comme matière première pour industrie chimique et dans la production d'engrais potassiques.
	Apatite	Minéraux contenant de grandes quantités de sels de phosphore. Utilisé pour la fabrication d'engrais, ainsi que dans la production de céramiques.
	Soufre	Il se présente sous forme de minerai de soufre natif et de composés. Il est principalement utilisé pour la production d’acide sulfurique lors de la vulcanisation du caoutchouc.
Matériaux de construction	Gypse	Minéral sulfate. Il est utilisé dans divers domaines de l’activité humaine.
Matériaux de construction	Marbre	Une roche à base de calcite. Utilisé en électrotechnique, pour la fabrication de plâtres et de mosaïques, de monuments.
Pierres précieuses	Précieux	Posséder Beau design ou colorer, briller et sont faciles à polir et à couper. Utilisé pour fabriquer des bijoux et autres décorations.
	Semi-précieux
	Ornemental

Les minéraux non métalliques sont très importants pour diverses industries, la construction et sont également nécessaires dans la vie quotidienne.

Classification des ressources par épuisabilité

Outre la gradation des minéraux selon leur état physique et leurs caractéristiques, des indicateurs de leur épuisabilité et de leur renouvellement sont pris en compte. Les principaux types de minéraux sont divisés en :

épuisable, qui à un certain moment peut s'épuiser et sera indisponible pour la production ;
inépuisable – sources de ressources naturelles relativement inépuisables, par exemple l'énergie solaire et éolienne, les océans, les mers ;
renouvelables - fossiles qui, à un certain niveau d'épuisement, peuvent être partiellement ou totalement restaurés, par exemple les forêts, le sol, l'eau ;
non renouvelable - si les ressources sont complètement épuisées, il n'est généralement pas possible de les renouveler ;
remplaçables – fossiles qui peuvent être remplacés si nécessaire, par exemple les types de combustibles.
irremplaçables – ceux sans lesquels la vie serait impossible (l’air).

Les ressources naturelles nécessitent attitude prudente et une utilisation rationnelle, puisque la plupart d'entre eux ont une limite épuisable, et s'ils sont renouvelables, ce ne sera pas pour très bientôt.

Les minéraux jouent un rôle important dans la vie humaine. Sans eux, il n'y aurait pas de technique et découvertes scientifiques, et la vie normale en général. Les résultats de leur extraction et de leur transformation nous entourent partout : bâtiments, transports, articles ménagers, médicaments.

Les entrailles de la terre sont riches en divers minéraux. Les minéraux sont des formations minérales présentes dans la croûte terrestre qui peuvent être utilisées efficacement dans l’économie. Les accumulations de minéraux forment des gisements.

Gisement minéral est une partie de la croûte terrestre dans laquelle, à la suite de certains processus géologiques, s'est produite une accumulation de matière minérale, en quantité, qualité et conditions d'apparition, adaptée à un usage industriel. Les minéraux sont gazeux, liquides et solides. À gazeux appartiennent à des accumulations dans les entrailles de la terre de gaz inflammables de composition hydrocarbonée et de gaz ininflammables et inertes, tels que l'hélium, le néon, l'argon, le krypton, etc. liquide comprennent les gisements de pétrole et d’eau souterraine. À dur possède la majorité des minéraux utilisés comme dépôts d'éléments ou de leurs composés(fer, or, bronze, etc.), cristaux(cristal de roche, diamant, etc.), minéraux(sels fossiles, graphite, talc, etc.) et rochers(granit, marbre, argile, etc.).

Selon l'usage industriel, les gisements minéraux sont divisés en gisements de minerai ou de métaux ; non métallique ou non métallique ; combustibles, ou caustobiolites, et hydrominéraux (tableau 2).

Gisements de mineraià leur tour, ils sont divisés en gisements de métaux ferreux, légers, non ferreux, rares, radioactifs et nobles, ainsi qu'en éléments traces et terres rares.

Dépôts non métalliques se décomposent en gisements de matières premières minérales chimiques, agronomiques, métallurgiques, techniques et de construction.

Dépôts de minéraux combustibles Les gisements fossiles sont généralement divisés en gisements de pétrole, de gaz combustibles, de charbon, de schiste bitumineux et de tourbe.

Gisements hydrominéraux Elles se répartissent en eaux souterraines : potables, techniques, balnéologiques ou minérales, et pétrolières, contenant des éléments précieux en quantités adaptées à leur extraction (brome, iode, bore, radium, etc.).

Les matières premières minérales sont utilisées pour les besoins industriels à la fois directement, sans transformation préalable, et pour en extraire de précieux composés chimiques naturels ou éléments nécessaires à l'économie nationale. Dans ce dernier cas, on parle de minerai.

Tableau 2 Taxonomie industrielle des gisements minéraux

Métal

Non métallique

Lieu de naissance

éléments ou

leurs connexions

Gisements minéraux

Dépôts de cristaux

Minerais métalliques

Métallurgique

et matières premières d'isolation thermique

Chimique

et matières premières agronomiques

Technique

matières premières et pierres précieuses

optique

Métaux ferreux : Fe, Ti, Cr, Mn.

Métaux légers : Al, Li, Be, Mg.

Métaux non ferreux : Cu, Zn, Pb, Sb, Ni.

Rare et petit

métaux : W, Mo, Sn, Co, Hg, Bi, Zr, Cs, Nb, Ta.

Métaux nobles : Au, Ag, Pt, Os, Ir.

Métaux radioactifs : U, Ra, Th.

Oligo-éléments : Sc, Ga, Ge, Rb, Cd, In, Hf, Re, Te, Po, Ac.

Terres rares

éléments : La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu.

Flux

Spath fluor

Calcite et dolomite

Feldspath et quartz

Réfractaires et isolants thermiques

Xrpsotilasbest

Vermiculite

Talc et stéatite

Magnésite

Très réfractaire

Andalousite

Sillimanite

Cyanite (disthène)

Dumortiérite

Chimique

matières premières

Halolites (sels)

Soufre natif

Pyrite de soufre

Arsénopyrite

Réalgar

Orpiment

Célestine

Strontianite

Aragonite

Matières premières agronomiques

Phosphorites

Sels de potassium

Tourmalines

Glauconite

Diélectriques

Moscovite

Phlogopite

Abrasifs

Cristaux de pierres précieuses

Bleu vert

Alexandrite

Piézo

cristaux

Tourmalines

Minéraux optiques

Fluorite optique

Spar d'Islande

Quartz optique

fossiles (d'après N. Ermakov avec ajouts).

				Hydro- et gaz-minéraux
Dépôts de substances amorphes et cryptocristallines	Lieu de naissance rochers		Dépôts de liquides et de gaz
Matières premières ornementales et pierres de couleur	Matériaux de construction et matières premières vitrocéramiques	Combustible solide et matières premières chimiques	Combustibles et matières premières chimiques	eau et gaz
Obsidienne Calcédoine (et jadéite) Agalmatolite Anhydrite	Construction matériaux Pierres de construction (mur, toiture, route, décombres) Pierres de parement (marbres, granits, labradorites, etc.) Pierres résistantes aux acides (andésites, felsites, etc.) Matières premières pour la coulée de pierre (diabase, basalte, etc.) Matériaux cimentaires (marne, calcaire, argile, gypse) Remplisseurs (gravier, sable, etc.) Additifs hydrauliques (tuyaux, pierre ponce, diatomites et tripoli, schistes ménilites, etc.) Peintures minérales (craie, ocre, momie) Matières premières vitrocéramiques Sables de verre Pegmatites Argiles et kaolin	Gummites charbon marron Pierre Anthracite Semi-sapropélites À moitié tourbière Sapropélites Schistes bitumineux Asphalte Anthraxolite Ozokérite	naphténique paraffine Gaz inflammable	Eau fraîche pour la boisson et fournitures techniques Eaux minérales balnéologiques (dioxyde de carbone, sulfure d'hydrogène, radioactives, etc.) Sources d'eau salée Eaux huileuses avec Br, J, B, Ra, etc. Saumures de lac Boues et limons minéraux Gaz ininflammables et inertes He, Ne, Ar, Kr, etc.

Minéraux sédimentaires le plus typique pour les plates-formes, puisque le couvercle de la plate-forme se trouve là. Il s'agit principalement de minéraux et de combustibles non métalliques, parmi lesquels le gaz, le pétrole, le charbon et les schistes bitumineux jouent le rôle principal. Ils se sont formés à partir des restes de plantes et d'animaux accumulés dans les parties côtières des mers peu profondes et dans les conditions des lacs et des marais. Ces abondants restes organiques ne pourraient s’accumuler que dans des conditions suffisamment humides et chaudes, favorables à un développement luxuriant. Dans des conditions chaudes et sèches, dans les mers peu profondes et les lagons côtiers, des sels s'accumulent et sont utilisés comme matières premières.

Exploitation minière

Il existe plusieurs façons exploitation minière. Premièrement, ceci méthode ouverte, dans lequel les roches sont extraites dans des carrières. C'est plus avantageux économiquement, car cela permet d'obtenir un produit moins cher. Cependant, une carrière abandonnée peut entraîner la formation d’un vaste réseau. La méthode d'extraction du charbon nécessite des dépenses importantes et est donc plus coûteuse. La méthode de production de pétrole la moins coûteuse est celle du pétrole coulant, lorsque le pétrole monte à travers le puits sous gaz de pétrole. La méthode d'extraction par pompage est également courante. Il existe également des méthodes spéciales d'exploitation minière. Ils sont appelés géotechnologiques. Avec leur aide, le minerai est extrait des profondeurs de la Terre. Cela se fait en téléchargeant eau chaude, solutions en couches contenant les minéraux nécessaires. D'autres puits pompent la solution résultante et séparent le composant précieux.

Le besoin en minéraux ne cesse de croître, l'extraction de matières premières minérales augmente, mais les minéraux sont épuisables Ressources naturelles, il est donc nécessaire de les dépenser de manière plus économique et plus complète.

Il y a plusieurs moyens de le faire:

réduire les pertes de minéraux lors de leur extraction ;
une extraction plus complète de tous les composants utiles de la roche ;
utilisation intégrée des ressources minérales;
rechercher de nouveaux gisements plus prometteurs.

Ainsi, l’orientation principale de l’utilisation des minéraux dans les années à venir ne devrait pas être une augmentation du volume de leur production, mais une utilisation plus rationnelle.

Dans la recherche moderne de ressources minérales, il est nécessaire d'utiliser non seulement les dernières technologies et des instruments sensibles, mais également une prévision scientifique pour la recherche de gisements, qui aide de manière ciblée, base scientifique mener des explorations du sous-sol. C'est grâce à de telles méthodes que les gisements de diamants en Yakoutie ont d'abord été prédits scientifiquement, puis découverts. Une prévision scientifique repose sur la connaissance des connexions et des conditions de formation des minéraux.

Brève description des principaux minéraux

Le plus dur de tous les minéraux. Sa composition est du carbone pur. On le trouve dans les placers et sous forme d'inclusions dans les roches. Les diamants sont incolores, mais on les trouve également dans différentes couleurs. Un diamant taillé s’appelle un diamant. Son poids est généralement mesuré en carats (1 carat = 0,2 g). Le plus gros diamant a été trouvé à Yuzhnaya : il pesait plus de 3 000 carats. La plupart des diamants sont extraits en Afrique (98 % de la production du monde capitaliste). En Russie gros dépôts les diamants se trouvent en Yakoutie. Les cristaux clairs sont utilisés pour fabriquer des pierres précieuses. Avant 1430, les diamants étaient considérés comme des pierres précieuses courantes. La pionnière pour eux était la Française Agnès Sorel. En raison de leur dureté, les diamants opaques sont utilisés industriellement pour la taille et la gravure, ainsi que pour le polissage du verre et de la pierre.

Métal souple et malléable couleur jaune, lourd, ne s'oxyde pas à l'air. Dans la nature, on le trouve principalement sous sa forme pure (pépites). La plus grosse pépite, pesant 69,7 kg, a été trouvée en Australie.

L'or se trouve également sous forme de placers - c'est le résultat de l'altération et de l'érosion du gisement, lorsque des grains d'or sont libérés et emportés, formant des placers. L'or est utilisé dans la fabrication d'instruments de précision et de divers bijoux. En Russie, l’or se trouve à l’intérieur et à l’extérieur. À l'étranger - au Canada, en Afrique du Sud. Étant donné que l’or est présent dans la nature en petites quantités et que son extraction est associée à des coûts élevés, il est considéré comme un métal précieux.

Platine(de l'espagnol plata - argent) - un métal précieux allant du blanc au gris acier. Il se caractérise par son caractère réfractaire, sa résistance aux influences chimiques et sa conductivité électrique. Il est extrait principalement dans les placers. Il est utilisé pour la fabrication de verrerie chimique, en électrotechnique, en bijouterie et en dentisterie. En Russie, le platine est extrait dans l'Oural et en Sibérie orientale. À l'étranger - en Afrique du Sud.

Pierres précieuses (gemmes) - corps minéraux avec une belle couleur, brillance, dureté et transparence. Elles sont divisées en deux groupes : les pierres utilisées pour la taille et les pierres semi-précieuses. Le premier groupe comprend le diamant, le rubis, le saphir, l’émeraude, l’améthyste et l’aigue-marine. Le deuxième groupe comprend la malachite, le jaspe et le cristal de roche. En règle générale, toutes les pierres précieuses sont d’origine ignée. Or les perles, l’ambre et le corail sont des minéraux d’origine organique. Les pierres précieuses sont utilisées en bijouterie et à des fins techniques.

Tufs- des roches d'origines diverses. Le tuf calcaire est une roche poreuse formée par la précipitation du carbonate de calcium provenant de sources. Ce tuf est utilisé pour produire du ciment et de la chaux. Tuf volcanique - cimenté. Les tufs sont utilisés comme materiel de construction. A des couleurs différentes.

Mica- des roches qui ont la capacité de se diviser en fines couches à surface lisse ; trouvés sous forme d’impuretés dans les roches sédimentaires. Divers micas sont utilisés comme bons isolants électriques, pour la fabrication de fenêtres dans les fours métallurgiques et dans les industries électrique et radio. En Russie, le mica est extrait en Sibérie orientale, en. Le développement industriel des gisements de mica est réalisé en Ukraine, aux États-Unis, .

Marbre- roche cristalline formée à la suite du métamorphisme calcaire. Il existe en différentes couleurs. Le marbre est utilisé comme matériau de construction pour le revêtement mural, l’architecture et la sculpture. En Russie, bon nombre de ses gisements se trouvent dans l'Oural et dans le Caucase. À l'étranger, le marbre le plus célèbre est extrait.

Amiante(grec inextinguible) - un groupe de roches fibreuses ignifuges qui se divisent en fibres molles de jaune verdâtre ou presque blanc. Il se présente sous forme de veines (une veine est un corps minéral qui remplit une fissure dans la croûte terrestre, a généralement la forme d'une plaque, s'étendant verticalement jusqu'à de grandes profondeurs. La longueur des veines atteint deux kilomètres ou plus), parmi roches ignées et sédimentaires. Il est utilisé pour la fabrication de tissus spéciaux (isolation incendie), de bâches, de matériaux de toiture résistant au feu, ainsi que de matériaux d'isolation thermique. En Russie, l'extraction de l'amiante est réalisée dans l'Oural, en Russie et à l'étranger - dans et dans d'autres pays.

Asphalte(résine) - une roche fragile et résineuse de couleur brune ou noire, qui est un mélange d'hydrocarbures. L'asphalte fond facilement, brûle avec une flamme enfumée et est le produit de modifications de certains types d'huile, dont certaines substances se sont évaporées. L'asphalte pénètre souvent dans les grès, les calcaires et les marnes. Il est utilisé comme matériau de construction pour les revêtements routiers, dans l'électrotechnique et l'industrie du caoutchouc, pour la préparation de vernis et de mélanges pour l'imperméabilisation. Les principaux gisements d'asphalte en Russie sont la région d'Ukhta, à l'étranger - en France.

Apatité- des minéraux riches en sels de phosphore, verts, gris et autres couleurs ; trouvé parmi diverses roches ignées, formant par endroits de grandes accumulations. Les apatites sont principalement utilisées pour la production d'engrais phosphatés, elles sont également utilisées dans l'industrie céramique. En Russie, les plus grands gisements d'apatite se trouvent à. À l'étranger, ils sont extraits en République d'Afrique du Sud.

Phosphorites- Roches sédimentaires riches en composés phosphorés qui forment des grains dans la roche ou lient divers minéraux entre eux pour former une roche dense. La couleur des phosphorites est gris foncé. Comme les apatites, elles sont utilisées pour produire des engrais phosphatés. En Russie, les gisements de phosphorite sont courants dans les régions de Moscou et de Kirov. À l'étranger, ils sont extraits aux États-Unis (péninsule de Floride) et.

Minerais d'aluminium- les minéraux et roches utilisés pour produire de l'aluminium. Les principaux minerais d'aluminium sont la bauxite, la néphéline et l'alunite.

Bauxite(le nom vient de la région de Beau dans le sud de la France) - roches sédimentaires de couleur rouge ou brune. Un tiers des réserves mondiales se trouvent au nord et le pays est l'un des principaux pays producteurs. En Russie, la bauxite est extraite. Le composant principal de la bauxite est l'oxyde d'aluminium.

Alunites(le nom vient du mot alun - alun (français) - minéraux qui contiennent de l'aluminium, du potassium et d'autres inclusions. Le minerai d'alunite peut être une matière première pour la production non seulement d'aluminium, mais également d'engrais potassiques et d'acide sulfurique. Les gisements d'alunite sont aux États-Unis, en Chine, en Ukraine et dans d'autres pays.

Néphélines(le nom vient du grec « nephele », qui signifie nuage) - minéraux de composition complexe, de couleur grise ou verte, contenant une quantité importante d'aluminium. Ils font partie des roches ignées. En Russie, les néphélines sont extraites en Sibérie orientale et en Sibérie orientale. L'aluminium obtenu à partir de ces minerais est un métal mou, produit des alliages solides et est largement utilisé dans la production d'articles ménagers.

Minerais de fer- des accumulations minérales naturelles contenant du fer. Ils varient en composition minéralogique, en quantité de fer et en diverses impuretés. Les impuretés peuvent être précieuses (manganèse, chrome, cobalt, nickel) et nocives (soufre, phosphore, arsenic). Les principaux sont le minerai de fer brun, le minerai de fer rouge et le minerai de fer magnétique.

Minerai de fer brun, ou limonite, est un mélange de plusieurs minéraux contenant du fer avec un mélange de substances argileuses. Il a une couleur brune, jaune-brun ou noire. On le trouve le plus souvent dans les roches sédimentaires. Si les minerais de fer brun - l'un des minerais de fer les plus courants - ont une teneur en fer d'au moins 30 %, ils sont alors considérés comme industriels. Les principaux gisements se trouvent en Russie (Oural, Lipetsk), en Ukraine (), en France (Lorraine), etc.

Hématite, ou hématite, est un minéral rouge-brun à noir contenant jusqu'à 65 % de fer.

Trouvé dans divers rochers sous forme de cristaux et de plaques minces. Parfois, il forme des amas sous forme de masses dures ou terreuses de couleur rouge vif. Les principaux gisements de minerai de fer rouge se trouvent en Russie (KMA), en Ukraine (Krivoy Rog), aux États-Unis, au Brésil, au Kazakhstan, au Canada et en Suède.

Minerai de fer magnétique, ou magnétite, est un minéral noir contenant 50 à 60 % de fer. C'est de la haute qualité minerai de fer. Composé de fer et d'oxygène, hautement magnétique. Il se présente sous forme de cristaux, d’inclusions et de masses solides. Les principaux gisements se trouvent en Russie (Oural, KMA, Sibérie), en Ukraine (Krivoy Rog), en Suède et aux États-Unis.

Minerais de manganèse- les composés minéraux contenant du manganèse dont la propriété principale est de conférer malléabilité et dureté à l'acier et à la fonte. La métallurgie moderne est impensable sans manganèse : un alliage spécial est fondu - le ferromanganèse, contenant jusqu'à 80 % de manganèse, qui est utilisé pour fondre l'acier de haute qualité. De plus, le manganèse est nécessaire à la croissance et au développement des animaux et constitue un microfertilisant. Les principaux gisements de minerai se trouvent en Ukraine (Nikolskoye), en Inde, au Brésil et en République d'Afrique du Sud.

Minerais d'étain- de nombreux minéraux contenant de l'étain. Des minerais d'étain avec une teneur en étain de 1 à 2 % ou plus sont en cours d'exploitation. Ces minerais nécessitent un enrichissement - augmentant le composant précieux et séparant les stériles, de sorte que les minerais sont utilisés pour la fusion, dont la teneur en étain a été augmentée à 55 %. L'étain ne s'oxyde pas, c'est pourquoi il est largement utilisé dans l'industrie des conserves. En Russie, les minerais d'étain se trouvent en Sibérie orientale et ailleurs, et à l'étranger, ils sont extraits en Indonésie, sur la péninsule.

Minerais de nickel- les composés minéraux contenant du nickel. Il ne s'oxyde pas à l'air. L'ajout de nickel aux aciers augmente considérablement leur élasticité. Le nickel pur est utilisé en construction mécanique. En Russie, on l'exploite dans la péninsule de Kola, dans l'Oural et en Sibérie orientale ; à l'étranger - au Canada, au Brésil.

Minerais d'uranium et de radium- les accumulations minérales contenant de l'uranium. Le radium est un produit de la désintégration radioactive de l'uranium. La teneur en radium des minerais d'uranium est négligeable - jusqu'à 300 mg pour 1 tonne de minerai. sont d'une grande importance, puisque la fission des noyaux de chaque gramme d'uranium peut produire 2 millions de fois plus d'énergie que la combustion d'un gramme de combustible, ils sont donc utilisés comme combustible dans les centrales nucléaires pour produire de l'électricité bon marché. Les minerais d'uranium et de radium sont extraits en Russie, aux États-Unis, en Chine, au Canada, au Congo et dans d'autres pays du monde.

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Pensez à l’expression « minéraux ». « Fossiles » signifie nous parlons deà propos de quelque chose qui est extrait des entrailles de la terre. Il peut être solide (par exemple, il peut s'agir d'un minéral), mais il peut être liquide et même gazeux. « Utile » signifie que nous parlons de quelque chose de nécessaire pour les gens, de quelque chose qui apporte des avantages.

Tout semble clair. Mais il y a ici une subtilité associée à la compréhension de ce qui apparaît exactement à une personne. utile. De nombreux siècles se sont écoulés avant que nos lointains ancêtres ne commencent à comprendre l'utilité de la pierre ramassée au bord de la rivière et apprennent à traiter leur trouvaille. Au fil des siècles, l'homme a mieux compris ce qu'est un riche entrepôt sous ses pieds. Dans l’ensemble, il n’y a pas de minéraux « inutiles ». En fait, tout ce qui se trouve dans la croûte terrestre peut devenir utile aux humains. Si ce n’est pas aujourd’hui, ce sera dans le futur.

Et ici se pose un problème très difficile. En extrayant toutes sortes de minéraux des profondeurs de la terre, les hommes épuisent ces sous-sols, perturbent la structure géologique du sous-sol et surchargent la surface de la terre de produits de transformation des minéraux et de déchets générés lors de leur transformation. Il est clair que cela problème écologique Cette situation s'aggrave de plus en plus à mesure que l'extraction de minéraux augmente et que la gamme de minéraux que les gens incluent dans la catégorie des « utiles » s'élargit.

Combustibles fossiles

Vous pouvez probablement deviner quels fossiles sont classés comme combustibles. Ce tourbe, houille et houille, pétrole, gaz naturels, schiste bitumineux. Cependant, le terme « inflammable » n’est pas très approprié. Cela suggère que ces fossiles ne sont utilisés que comme combustible. Carburant pour entreprises industrielles, centrales électriques, moteurs divers, etc. C'est vrai, mais ce n'est pas toute la vérité. Les combustibles dits fossiles sont largement utilisés à de nombreuses autres fins, notamment dans l’industrie chimique. Cela est particulièrement vrai pour le pétrole. On dit souvent que « se noyer dans le pétrole équivaut à se noyer dans les billets de banque ».

De la tourbe, du lignite et des schistes bitumineux se sont formés sur le site des lacs, qui au fil du temps se sont transformés d'abord en marécages puis en plaines (la soi-disant plaines lacustres). Les restes de plantes et d’autres organismes se sont déposés au fond du lac pendant de nombreuses années. Tout cela a progressivement pourri et s'est transformé en ce qu'on appelle sapropèle.« Sapros » signifie « pourri » en grec et « pelos » signifie « saleté ». Le sapropel est donc une « saleté » provenant des restes pourris d’organismes vivants. Au fur et à mesure que le lac se transformait en marais, et du marais en plaine lacustre, les sapropels se sont transformés en tourbières ou en lignites ou en schistes bitumineux. À propos, les schistes bitumineux sont également appelés sapropélites.

A noter que les processus de formation de minéraux combustibles à partir des sapropels sont très processus complexes, qui nécessitent également beaucoup de temps. Les tourbières, par exemple, mettent des milliers d’années à se former. Soit dit en passant, tous les amateurs de drainage des marais devraient se souvenir de cela. Les premiers gisements de schistes bitumineux se sont formés au Protérozoïque – ils ont plus d’un milliard d’années. Environ 40 % de tous les schistes bitumineux se sont formés au cours de l’ère paléozoïque.

Quant au charbon, presque toutes ses couches se sont formées il y a 350 à 250 millions d'années - au Carbonifère et Périodes permiennes Paléozoïque À cette époque, la Terre était couverte de fourrés luxuriants de fougères arborescentes géantes, de mousses et de prêles. Le sol n’a pas eu le temps de « digérer » toute cette masse ligneuse. Lorsque les arbres mouraient, ils tombaient dans l'eau, étaient recouverts de sable et d'argile et ne se décomposaient pas (pourrissaient), mais se transformaient progressivement en charbon. Prenez un morceau de charbon dans vos mains et imaginez que devant vous se trouve un « extraterrestre » d’une époque qui s’est terminée il y a environ 300 millions d’années.

L’origine du charbon, de la tourbe et des schistes bitumineux est aujourd’hui assez bien comprise. Mais on ne peut pas en dire autant du pétrole. Il y a environ cinq mille ans, les habitants des rives du Tigre et de l'Euphrate (où se trouvent aujourd'hui les États d'Irak et du Koweït) ont remarqué des fontaines de liquide huileux sombre jaillissant du sol, qui brûlaient bien. Ils l'ont baptisé « nafata », ce qui signifie « éruption » en arabe. Et maintenant, des millénaires ont passé, mais il y a encore des discussions sur l'origine du « nafata ».

Il existe deux hypothèses principales. Selon une hypothèse, le pétrole s'est formé organique en passant, c'est-à-dire à partir des restes de plantes et d’animaux qui vivaient il y a plusieurs millions d’années (de la même manière que la tourbe, le charbon et les schistes bitumineux se sont formés). Selon une autre hypothèse, le pétrole aurait inorganique origine.

L'hypothèse organique de l'origine du pétrole a été avancée par le célèbre scientifique russe Mikhaïl Vassilievitch Lomonossov(1711-1765). Dans son ouvrage « Sur les couches de la Terre », il écrit à propos du pétrole : « Cette matière huileuse brune et noire est expulsée par la chaleur souterraine des charbons en préparation et apparaît dans diverses crevasses et cavités, sèches et humides, remplies d'eau. .».

En 1919 Académicien russe Nikolaï Dmitrievitch Zelinsky(1861-1953) a effectué une double distillation du sapropel extrait du lac Balkhash et a obtenu de l'essence. Les scientifiques ont maintenant établi que les composés organiques sont effectivement capables de se transformer en huile et que cela se produit mieux à des températures de 100 à 200 ° C. Mais ce sont les températures caractéristiques des profondeurs de 3 à 5 km, qui sont considérées comme la zone principale. de la formation de pétrole. Ensuite, à quelle profondeur avec température plus élevée appartient à la zone de formation de gaz naturels.

L'une des variantes de l'hypothèse inorganique de l'origine du pétrole suppose la formation de pétrole sur grandes profondeurs provenant de roches ignées. Pour la première fois, une telle hypothèse fut formulée en 1805 par un naturaliste allemand. Alexandre Humboldt. En voyageant Amérique du Sud il a regardé le pétrole suinter de ces roches. En 1877, le célèbre scientifique russe Dmitri Ivanovitch Mendeleïev (1834-1907) s'est prononcé en faveur de l'origine minérale du pétrole dans les profondeurs de la terre. Et aujourd’hui, certains scientifiques continuent de défendre la « version magmatique » de la formation de pétrole à de grandes profondeurs du manteau terrestre, où, avec suffisamment hautes températures le carbone et l'hydrogène forment divers composés hydrocarbonés.

Les différends sur l’origine du pétrole se poursuivent encore aujourd’hui. Il est suggéré qu'il y ait différents types huiles de différentes origines.

Minerais métalliques

Vous avez sûrement entendu parler métaux ferreux Et Métaux non-ferreux. J'espère que vous comprenez que les « métaux ferreux » ne doivent pas nécessairement être de couleur noire. C'est le nom des métaux utilisés dans la fusion de la fonte et de l'acier. Ceux-ci sont blanc argenté (pas du tout noirs !) fer, manganèse, titane, vanadium, et aussi gris bleuté chrome. Et les métaux dits non ferreux sont blanc argenté aluminium, étain, nickel, argent, platine, zinc, rouge cuivre, jaune or, gris bleuté plomb et un certain nombre d'autres métaux.

La plupart des métaux se sont formés dans des roches ignées profondes. Ils sont montés jusqu'à la surface de la terre avec du magma en fusion qui, une fois solidifié, a créé des collines et des chaînes de montagnes sous forme de roches ignées intrusives (principalement sous forme de granites). Puis les influences naturelles (soleil, eau, air) ont détruit les montagnes et des gisements de métaux sont apparus dans les roches sédimentaires.

Il ne faut pas penser que lorsqu'on parle de la formation des métaux et de leurs dépôts, nous parlons certainement de métaux sous leur forme pure et native. Comme vous le savez, certains métaux se présentent sous cette forme. Cependant, les métaux sont extraits principalement des minerais métalliques. Ainsi, les gisements de métaux sont, en règle générale, des gisements de minerais correspondants. Pas étonnant que l'exploitation minière des métaux soit appelée production minière.

Parmi les minerais glande il faut marquer minerai de fer magnétique (magnétite), minerai de fer rouge (hématite) Et minerai de fer brun (limonite). La magnétite tire son nom de ses propriétés magnétiques. Ce minerai est le plus riche en fer (jusqu'à 70 %). Mais l’hématite, le minerai de fer le plus répandu dans la croûte terrestre, revêt une plus grande importance pour la métallurgie des fers. Son composition chimique: Ses 2 0 3 plus des impuretés de manganèse (jusqu'à 17%), d'aluminium (jusqu'à 14%), de titane (jusqu'à 11%). De grands gisements d'hématite se trouvent en Ukraine dans la région de Krivoï Rog et en Russie dans la région de Koursk (ce qu'on appelle l'anomalie magnétique de Koursk).

Aluminium obtenu principalement à partir de minerais de bauxite, qui contiennent de l'alumine, de la silice, des oxydes de fer. Alumine est l'oxyde d'aluminium (A1 2 0 3); sa teneur en bauxite atteint 70 %. Outre la bauxite, les matières premières destinées à la production d'aluminium servent également néphélines - minéraux gris et rougeâtres de la classe des silicates (KMa 3 [A18Yu 4] 4) et alunites- les minéraux de la classe des sulfates (KA1 3 2). Les minerais d'alunite sont utilisés pour produire non seulement de l'aluminium, mais également de l'acide sulfurique, du vanadium et du gallium. Notons également kaolin- argile

blanc, matière première pour la production d'aluminium, de porcelaine, de faïence. Il contient le minéral kaolinite (A1 4).

Le plus important minerai de cuivre - rouge jaune chalcopyrite, ou de la pyrite de cuivre (CiGe8 2). Pour obtenir du cuivre, du rouge cuivré foncé est également utilisé. bornite(Ci 5 Ge8 4). Les principaux minerais de titane sont rutile(TYU 2) et ilménite, ou encore du minerai de fer de titane (le nom « minerai de fer » s'explique par sa formule chimique : HeTYu 3). Extrait de roches calcaires plomb minerai galène, ou lustre de plomb (Pb8). On note ensuite étain minerai cassitérite, ou pierre d'étain (8p0 2), zinc minerai sphalérite, ou mélange de zinc (2p8), rouge cuivré nickel minerai nickel(SHAZ), rouge toxique Mercure minerai cinabre(H&8).

J'espère que vous comprenez que tous ces noms, et notamment les formules chimiques, n'ont pas besoin d'être spécialement mémorisés. Ils sont présentés ici, comme on dit, par souci d'exhaustivité. De plus, cela ne fera pas de mal de s'habituer progressivement à formules chimiques. De plus, s'ils sont examinés non pas dans un laboratoire chimique, mais directement dans la nature.

Gisement minéral est une partie de la croûte terrestre dans laquelle, à la suite de certains processus géologiques, s'est produite une accumulation de matière minérale, en quantité, qualité et conditions d'apparition, adaptée à un usage industriel. Les minéraux sont gazeux, liquides et solides. À gazeux inclure les gaz inflammables de composition d'hydrocarbures et les gaz inertes ininflammables ; À liquide - pétrole et eaux souterraines; À dur possède la majorité des minéraux utilisés comme éléments ou leur Connexions(fer, or, bronze, etc.), cristaux(cristal de roche, diamant, etc.), minéraux(sels fossiles, graphite, talc, etc.) et rochers(granit, marbre, argile, etc.).

Selon l'usage industriel, les gisements minéraux sont divisés en gisements de minerai ou de métaux ; non métallique ou non métallique ; combustible et hydrominéral (tableau 1).

Gisements de mineraià leur tour, ils sont divisés en gisements de métaux ferreux, légers, non ferreux, rares, radioactifs et nobles, ainsi qu'en éléments traces et terres rares.

À dépôts non métalliques comprennent les gisements de matières premières minérales chimiques, agronomiques, métallurgiques, techniques et de construction.

Dépôts de minéraux combustibles Il est d'usage de diviser en gisements de pétrole, de gaz combustibles, de charbon, de schiste bitumineux et de tourbe.

Gisements hydrominéraux divisée en eaux souterraines (potables, techniques, minérales) et pétrolières, contenant des éléments précieux en quantités suffisantes pour leur extraction (brome, iode, bore, radium, etc.).

Minerai est un agrégat minéral dans lequel la teneur en un ou plusieurs composants précieux est suffisante pour une extraction industrielle. La quantité de matières premières minérales dans le sous-sol est appelée sa actions. La qualité des matières premières minérales utilisées pour la transformation est déterminée par leur contenu composants précieux. Pour l'évaluation industrielle de certains types de minéraux, de plus, la présence de composants nocifs, compliquant le traitement et l’utilisation des minerais. Plus la teneur en éléments précieux est élevée et plus la concentration en composants nocifs est faible, plus la valeur du minerai est élevée.

Les réserves minimales et la teneur en composants précieux, ainsi que la teneur maximale autorisée en impuretés nocives dans les matières premières minérales, auxquelles l'exploitation d'un gisement minéral est possible, sont appelées conditions industrielles. Les conditions industrielles ne sont pas strictement définies et données une fois pour toutes.

Premièrement, ils évoluent historiquement avec l’évolution des besoins de l’humanité en matières premières minérales.

Deuxièmement, les limites industrielles diminuent en raison des améliorations apportées à la technologie d'extraction et de traitement des matières premières minérales. Troisièmement, les normes industrielles applicables aux matières premières minérales diffèrent selon les conditions naturelles l'emplacement des gisements minéraux et sont déterminés à l'aide de calculs économiques.

Plus la valeur des matières premières minérales est élevée, plus les exigences minimales des normes industrielles en matière de réserves et de teneur en composants précieux sont faibles. Cependant, elle est toujours supérieure à la teneur moyenne en éléments précieux des roches de la croûte terrestre (leurs clarkes).