§ 35. Полезные ископаемые

Определения и обозначения

Полезные ископаемые — природные минеральные образования земной коры, которые человек использует в хозяйстве. Это могут быть минералы и горные породы: например, железная руда и песок. Понятие помогает объединить природные вещества, из которых получают топливо, металлы или материалы для строительства.

Месторождение — природное скопление полезного ископаемого в земной коре. Одного образца породы недостаточно, чтобы говорить о месторождении: нужно, чтобы запасы составляли значительное скопление. Для его разработки имеют значение и количество сырья, и его качество, потому что от них зависит, можно ли получить нужный материал.

Добыча полезных ископаемых — извлечение их из земной коры. Её ведут открытым способом, например в карьерах, или подземным — через шахты. Понимание способов добычи помогает объяснить, почему для разных залежей нужны разные сооружения и работы.

По использованию полезные ископаемые делят на горючие, рудные и нерудные. Горючие служат топливом, из руд получают металлы, а нерудные используют без извлечения металла — например, в строительстве. Такая классификация показывает, для чего человеку нужно каждое ископаемое.

Как это устроено

Полезные ископаемые образуются в земной коре в течение очень длительного времени. На породы действуют природные процессы, и в разных условиях появляются различные минералы и их скопления. Поэтому полезные вещества встречаются в составе разных горных пород, а их образование нельзя быстро повторить после добычи.

Полезные ископаемые распределены по Земле неравномерно, потому что условия образования пород и минералов в разных местах неодинаковы. Чтобы найти залежи, геологи изучают строение местности, исследуют горные породы и проводят разведку. Найти скопление недостаточно: специалисты оценивают объём запасов и содержание нужного вещества, поскольку маленькие или бедные залежи могут оказаться невыгодными для разработки.

Выбор способа добычи зависит от того, где находится залежь. Если полезное ископаемое залегает близко к поверхности, верхний слой земли снимают и добывают его в карьере. Если оно находится глубоко, прокладывают шахты и подземные выработки, потому что снять всю толщу пород сверху было бы слишком трудно.

Свойства ископаемых определяют, как их используют. Горючие вещества при сгорании выделяют энергию, поэтому уголь, нефть и природный газ применяют как топливо. Руды содержат металлы, которые отделяют и используют для изготовления изделий, а песок и известняк нужны для строительства и производства разных материалов.

Запасы полезных ископаемых ограничены: природные процессы создают их очень медленно, а человек извлекает и расходует быстрее. Поэтому добытые залежи не успевают восстановиться за короткое время. Экономное использование материалов, повторная переработка и рациональная добыча позволяют уменьшить потребность в новом сырье и беречь природные ресурсы.

Группы полезных ископаемых и их использование

В таблице группа определяется по тому, для чего используют ископаемое, а примеры помогают запомнить различия. Графа о добыче показывает типичный способ, но он может меняться в зависимости от глубины залегания. Чтобы классифицировать новый пример, сначала выясни, служит ли он топливом, источником металла или сырьём для других материалов.

Разбор задач

Задача 1. Ученик распределил уголь, железную руду и песок по группам полезных ископаемых. Проверим, подходит ли его классификация. Для решения нужно определить назначение каждого вещества, а не просто вспомнить, где оно используется.

1. Уголь сжигают, чтобы получить тепло и энергию, значит, это горючее ископаемое.
2. Из железной руды получают металл, поэтому она относится к рудным ископаемым.
3. Песок применяют, например, в строительстве и производстве, а не как топливо или источник металла.

Ответ. Классификация верна: уголь — горючее, железная руда — рудное, песок — нерудное ископаемое. Проверка по назначению позволяет не спутать группы. Например, промышленное использование само по себе не делает ископаемое рудным.

Задача 2. Известняк добывают в карьере, а уголь — в шахте. Нужно объяснить возможную причину различия. Сначала вспомним, от чего зависит выбор способа добычи, затем применим это к условию.

1. Карьер — открытая разработка, при которой ископаемое доступно сверху.
2. Шахта нужна, если залежи находятся глубоко под землёй и добраться до них можно через подземные выработки.
3. Значит, различие может объясняться глубиной залегания известняка и угля в этих местах.

Ответ. Известняк в данном случае может залегать близко к поверхности, а уголь — глубже. Само название ископаемого не всегда определяет способ добычи: уголь тоже может находиться неглубоко и разрабатываться в карьере. Решают условия конкретного месторождения.

Задача 3. На месторождении есть железная руда, но металла в породе мало, а добывать её трудно. Следует выяснить, достаточно ли одного факта наличия залежи, чтобы начать разработку. Для ответа оценим сырьё и условия добычи вместе.

1. Узнаем, сколько руды можно добыть: небольшого запаса может не хватить для разработки.
2. Оценим качество: если металла мало, на его получение потребуется переработать больше породы.
3. Учтём трудность доступа и затраты на добычу и переработку, затем сравним их с возможной пользой.

Ответ. Наличие залежей ещё не означает, что разработка выгодна. Малое содержание металла, трудный доступ и высокие затраты могут перевесить пользу от запасов. Решение принимают с учётом количества и качества сырья, доступности месторождения и расходов.

Типичные ошибки

Неверно считать полезными ископаемыми только минералы и забывать о горных породах. Так думают, потому что слово «минерал» кажется названием всех природных материалов, но песок и известняк тоже используют в хозяйстве. Проверь себя: если природную породу добывают и применяют, она может относиться к полезным ископаемым.

Не путай месторождение с отдельным образцом породы. Образец — кусок вещества, а месторождение — природное скопление полезного ископаемого. Чтобы проверить ответ, спроси себя, описываешь ли ты один предмет или залежи в земной коре.

Рудные ископаемые не становятся горючими только потому, что их используют в промышленности. Ошибка возникает, если выбирать группу по общему признаку «нужно людям», а не по назначению и составу. Проверь классификацию: из руды получают металл, из горючего ископаемого — энергию при сгорании.

Нельзя думать, что полезные ископаемые быстро восстанавливаются после добычи. Их формирование занимает очень долгое время, поэтому доступные запасы ограничены. Проверить себя можно так: представь, успевает ли природа создать новую залежь за срок жизни человека; для большинства ископаемых — нет.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать, что земная кора сложена горными породами и минералами: именно в них находятся полезные ископаемые. Добыча связывает эту тему с природными ресурсами и охраной окружающей среды, потому что она меняет ландшафты и может загрязнять воду, воздух и почву. Эти знания пригодятся при изучении круговорота веществ и ресурсов, а также при обсуждении того, откуда берутся энергия и материалы для повседневной жизни.

Что запомнить

• Полезные ископаемые — природные богатства земной коры, используемые человеком.
• Природное скопление полезного ископаемого называют месторождением.
• Полезные ископаемые делят на горючие, рудные и нерудные.
• Способ добычи зависит от глубины залегания и свойств ископаемого.
• Большинство запасов полезных ископаемых ограничено.
• Рациональная добыча и переработка помогают беречь природные ресурсы.