Полезные ископаемые

Определения и обозначения

Полезные ископаемые — природные минеральные образования земной коры, которые человек использует в хозяйстве. К ним относятся не только металлы, но и топливо, строительные материалы и сырьё для промышленности. Это понятие помогает объединить разные природные вещества по их значению для человека. Чтобы понять, почему конкретная порода нужна людям, нужно рассмотреть её свойства и применение.

Месторождение — участок земной коры, где полезные ископаемые залегают в количестве, пригодном для добычи. Небольшое скопление вещества ещё не обязательно становится месторождением: добыча должна быть возможной и оправданной. Это понятие помогает отличать природное присутствие ископаемого от пригодного для хозяйства запаса. Для освоения месторождения оценивают его размер, глубину и условия добычи.

Рудные полезные ископаемые — породы и минералы, из которых получают металлы. В них содержатся соединения металлов, которые отделяют и перерабатывают на предприятиях. Например, железную руду используют для получения железа. Термин нужен, чтобы отличать сырьё для металлургии от топлива и строительного сырья.

Горючие полезные ископаемые — природные вещества, которые используют как топливо. При сгорании они выделяют тепло, которое можно применять для отопления и получения энергии. К этой группе относятся, например, уголь, нефть и природный газ. Такое название показывает главное свойство группы и её назначение, но не означает, что все ископаемые используют одинаково.

Как это устроено

Полезные ископаемые образуются разными путями, потому что в земной коре действуют разные природные процессы. Уголь и некоторые другие вещества связаны с остатками древних организмов: со временем они накапливались, оказывались под слоями пород и менялись под давлением и температурой. Магматические породы возникают, когда расплавленная магма остывает и затвердевает. А если уже существующие породы долго испытывают высокую температуру и давление, их состав и свойства могут измениться. Так условия образования определяют, какое вещество появится в конкретном месте.

Полезные ископаемые залегают неравномерно, потому что условия их образования складывались в разных частях земной коры неодинаково. В одном месте могли накапливаться остатки организмов, а в другом — остывать магма или изменяться породы. Кроме того, на распределение влияют движения земной коры и её длительная история. Поэтому нельзя ожидать, что любой вид сырья найдётся повсюду. Месторождения обнаруживают там, где подходящие условия привели к образованию и накоплению нужного вещества.

Использование ископаемых зависит от того, какую задачу они помогают решить. Горючие вещества дают тепло и энергию, потому что при сгорании выделяют энергию. Руды содержат металлы, поэтому служат сырьём для их получения и дальнейшего изготовления изделий. Строительные материалы нужны для сооружения зданий, дорог и других объектов. Деление на группы помогает быстро понять назначение ископаемого, хотя некоторые виды сырья могут использоваться в нескольких отраслях.

Свойства ископаемого объясняют, почему оно подходит для той или иной работы. Горючесть делает уголь, нефть и газ источниками тепла и энергии. Твёрдость и прочность важны для камня, который используют при строительстве или отделке. Наличие металла делает руду ценным сырьём для металлургии. При выборе материала учитывают не только его название, но и свойства: один и тот же природный материал может иметь разные области применения.

Способ добычи выбирают с учётом глубины залегания и условий местности. Если залежь находится близко к поверхности, породу можно снимать сверху и добывать ископаемое в открытом карьере. Если полезное вещество залегает глубоко, приходится прокладывать подземные выработки в шахте или руднике. Открытый способ не подойдёт для очень глубокой залежи: пришлось бы удалять слишком много пород, чтобы добраться до неё. И карьерная, и подземная добыча меняют природную среду, поэтому важно оценивать последствия и восстанавливать нарушенные участки.

Основные группы полезных ископаемых и их использование

Сначала определите, что получают из ископаемого: топливо, металл или нерудное сырьё. Затем сопоставьте его свойства и примеры с нужной строкой таблицы. Последний столбец показывает, что способ добычи зависит не только от группы, но и от расположения залежи.

Разбор задач

Уголь, железная руда и гранит

Условие. Распределите уголь, железную руду и гранит по группам полезных ископаемых. Чтобы решить задачу, важно ориентироваться не на внешний вид названия, а на то, для чего используют каждый материал. Группы в условии различаются по назначению: топливо, получение металла и строительный материал.

1. Уголь используют как топливо, потому что он горит и при сгорании выделяет тепло. Значит, он относится к горючим полезным ископаемым. Этим же признаком можно проверить выбор для других видов топлива.
2. Из железной руды получают железо, то есть металл. Поэтому её относят к рудным ископаемым, а не к горючим. Название «руда» здесь связано с получением металла.
3. Гранит применяют как прочный камень в строительстве и отделке. Он не является топливом и не служит рудой для получения металла. Значит, это нерудное ископаемое, строительный материал.

Ответ. Уголь — горючее ископаемое, железная руда — рудное, гранит — нерудный строительный материал. Проверка проста: назовите главное применение каждого предмета. Если это совпадает с признаком группы, распределение выполнено верно.

Известняк в строительстве и производстве извести

Условие. Известняк используют для производства строительных материалов и извести. Нужно определить его группу и объяснить выбор. Важно учесть, что нерудные ископаемые включают не только камни для строительства, но и сырьё для промышленности.

1. Сначала выясняем, получают ли из известняка металл. В условии речь идёт о строительных материалах и извести, поэтому к рудным ископаемым он не относится. Наличие слова «известь» не означает, что известняк является рудой.
2. Затем проверяем, используют ли известняк как топливо. Он не относится к горючим веществам, поэтому не подходит и эта группа. Его применение связано с обработкой и производством материалов.
3. Остаётся группа нерудных ископаемых. В зависимости от применения известняк может выступать строительным материалом или сырьём для промышленного производства. Так мы учитываем оба указанных в условии способа использования.

Ответ. Известняк — нерудное полезное ископаемое. Его относят к строительным материалам или к сырью для промышленности в зависимости от конкретного применения. Группу определяют по назначению, поэтому один вид сырья может быть полезен в нескольких областях.

Глубокая залежь

Условие. Полезное ископаемое залегает глубоко под землёй. Нужно предложить способ добычи и объяснить, почему открытый карьер может не подойти. Для решения сравним положение залежи с особенностями двух способов добычи.

1. Карьер используют, когда ископаемое находится близко к поверхности. При таком способе верхние слои земли и породы снимают, чтобы открыть залежь. Чем глубже она расположена, тем больше пород пришлось бы убрать.
2. В условии сказано, что залежь глубокая. Значит, логичнее добираться до неё подземным способом — через шахту или рудник. Такие выработки позволяют приблизиться к полезному веществу изнутри земной коры.
3. Проверяем выбор: подземный способ соответствует большой глубине, а карьер не подходит, если для доступа к залежи нужно снять чрезмерно много пород. При этом окончательное решение зависит также от условий местности и оценки затрат. Главное основание в этой задаче — глубина залегания.

Ответ. Предложенный способ — подземная добыча в шахте или руднике. Открытый карьер может не подойти, потому что залежь находится глубоко и для доступа к ней пришлось бы удалять слишком много пород. Выбор способа в реальности уточняют с учётом месторождения и условий добычи.

Типичные ошибки

Ошибка — считать полезными ископаемыми только металлы. Так думают, потому что металл легко заметить в готовых предметах, а топливо и сырьё выглядят совсем иначе. Но к полезным ископаемым относятся и горючие вещества, и нерудные материалы. Проверьте себя: можете ли вы назвать пример топлива и строительного сырья?

Рудные и горючие ископаемые иногда путают, потому что обе группы добывают из земной коры. Однако руды нужны для получения металлов, а горючие вещества используют как топливо. Чтобы проверить ответ, спросите себя, какой продукт получают при переработке ископаемого. Металл указывает на рудную группу, тепло от сгорания — на горючую.

Не любое скопление полезного вещества является месторождением. Эту ошибку допускают, если забывают, что важны не только наличие ископаемого, но и его количество и возможность добычи. Малое или слишком труднодоступное скопление может оказаться непригодным для разработки. Проверяйте, достаточно ли сырья и реально ли его добывать.

Ещё одна ошибка — полагать, что все ископаемые добывают одним способом. Возможно, так кажется, потому что и карьер, и шахта служат одной цели. Но выбор зависит, в частности, от глубины залегания: близкие к поверхности залежи можно разрабатывать открыто, глубокие — подземно. Перед ответом уточните, где находится ископаемое и каким путём до него добраться.

Связь с другими темами

Чтобы изучать полезные ископаемые, нужно знать, что земная кора состоит из горных пород и минералов. Это помогает понимать, из чего образованы природные материалы и чем они отличаются. Тема также связана с природными ресурсами, хозяйством и промышленностью: ископаемые становятся сырьём и топливом. Эти знания пригодятся при разговоре об охране природы и рациональном использовании невозобновимых ресурсов, запасы которых не пополняются быстро.

Что запомнить

• Полезные ископаемые — природные богатства земной коры, используемые человеком.
• Месторождением называют пригодное для добычи скопление полезных ископаемых.
• Полезные ископаемые делят на группы по их использованию и свойствам.
• Из руд получают металлы.
• Горючие полезные ископаемые используют как топливо.
• Полезные ископаемые добывают открытым или подземным способом.
• Запасы многих полезных ископаемых ограничены, поэтому их нужно использовать бережно.