Главная
Коллекция "Otherreferats"
Геология, гидрология и геодезия
Полезные ископаемые Мирового океана
Полезные ископаемые Мирового океана
Классификация полезных ископаемых Мирового океана (рудные, нерудные, горючие). Геологические обстановки формирования различных видов полезных ископаемых, примеры их практического применения. Технические и экологические проблемы, связанные с добычей.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.03.2017 |
| Размер файла | 5,5 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
35
Размещено на http://www.allbest.ru/
Государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования Московской области
Университет "Дубна"
Факультет естественных и инженерных наук
Кафедра экологии и наук о Земле
КУРСОВАЯ РАБОТА
По дисциплине "Геология"
На тему: Полезные ископаемые мирового океана
Автор работы: студент гр. № 1022
Печкурова А.А.
Научный руководитель:
К. г. - м. н., доцент
Архипова Е.В.
Дубна 2016
Оглавление
- Введение
- 1. Классификация полезных ископаемых Мирового океана (рудные, нерудные, горючие)
- 2. Описание основных геологических обстановок формирования различных видов полезных ископаемых
- 2.1 Зона шельфа
- 2.2 Островные дуги активных континентальных окраин
- 2.3 Срединно-океанические хребты с активной гидротермальной деятельностью
- 2.4 Обстановки формирования паралических углей в районе заболоченных участков побережий
- 2.5 Формирование соленосных толщ в мелководных морских заливах и лагунах, россыпных месторождений, рудных полей железомарганцевых конкреций
- 2.6 Месторождения строительных материалов
- 2.7 Обстановки формирования хемогенно-органогенных известковых осадков, впоследствии преобразующихся в известняки
- 3. Примеры практического применения различных полезных ископаемых
- 4. Технические и экологические проблемы, связанные с добычей полезных ископаемых
- Заключение
- Список литературы
- Приложение
Введение
Мировой океан существует более 4 млрд. лет. Имеет площадь 361 млн. кв.км. Моря и океаны занимают ѕ поверхности планеты, и лишь ј часть приходится на долю суши. Почти до конца 20 века человечество мало уделяло внимания на исследование водных ресурсов Земли. Однако в 70-х годах уже 21 государство добывало нефть и газ в океанах и морях, 5 стран вели активную разработку проектов по добыче полезных ископаемых на морском дне, на начало 90-х годов более 100 стран проводили геодезические и поисковые работы по месторождениям, активно велись буровые работы.
В 1990 г. рост численности населения на планете привел к увеличению потребностей в минеральных ресурсах. Следствием этого можно считать нехватку наземных полезных ископаемых и начались стремительные исследования морского дна. При проведении первых экспедиций было обнаружено, что дно океана имеет очень сложный рельеф, добыча полезных ископаемых усложняется штормовым ветром, слоем воды, волн, сильных течений и айсбергов. Так же исследования показали, что на дне существуют неизведанные особи живых организмов и самое главное обнаружили ресурсы, которые необходимы для существования и развития человечества. Так Мировой океан стал еще одним источником добывания полезных ископаемых. По расчетам общая масса веществ составляет 50-60 трлн. т. В нем обитает свыше 300 тыс. животных и более 100 тыс. разновидностей растений. Из рельефа Мирового океана, около 80% приходиться на глубины более 3 тыс. м и 8% -на глубины, соответствующие континентальному шельфу.
Нефть по оценкам ученых находиться в зоне шельфа и в более глубоководных районах. Кроме того, большое значение имеют залежи твердых полезных ископаемых в океанах. Чем больше используют эти ресурсы, тем сложнее их добывать, это способствует дальнейшему и тщательному изучению месторождений на дне океана.
Еще совсем недавно скептики сравнивали добычу полезных ископаемых с морского дня с поиском жизни на луне, однако истощение полезных ископаемых на суще спускает горную промышленность на "дно". Таким образом, после обнаружения золотых запасов на миллиарды долларов, начинается "Золотая лихорадка". Наиболее развитые странны, крупные частные компания задали тенденцию в изучении морского дна.
Судя по прогнозам отечественных и зарубежных специалистов, доля морских месторождений полезных ископаемых в третьем тысячелетии станет преобладающей по сравнению с месторождениями суши.
Многие государства, обладающие наибольшими ресурсами твердых полезных ископаемых в зонах особых экономических интересов и в интенсивно исследуемых участках Международного района морского дна, - в первую очередь США, Франция, Россия, Япония, КНР, Индия, Республика Корея и другие - активно готовятся к началу освоения морских месторождений.
Тема данной работы является актуальной, так как Мировой океан является наибольшим хранилищем полезных ископаемых. Объектом исследования - Мировой океан. Предмет исследования - Минеральные ресурсы. Цель работы - рассмотреть классификацию и разнообразие ресурсов Мирового океана.
мировой океан полезное ископаемое
1. Классификация полезных ископаемых Мирового океана (рудные, нерудные, горючие)
Накопленные к настоящему времени фактические данные и результаты научных исследований указывают на большое разнообразие морских ресурсов, уже используемых и перспективных для добычи в будущем. Существует много видов классификаций морских богатств по разным признакам. В данной работе рассматриваю классификацию полезных ископаемых по их использованию, вследствие чего выделяются ископаемые:
Рудные полезные ископаемые. Известные на сегодняшний день твердые полезные ископаемые в Мировом океане залегают на дне, а именно: железомарганцевые конкреции, рудные корки, рудные осадки.
Рудные - руды горных пород, металлические полезные компоненты и неметаллические месторождения черных, цветных, редких, рассеянных, радиоактивных благородных металлов. Впервые в океанических котловинах железомарганцевые конкреции были обнаружены в 19 веке, при систематическом изучении геоморфологии и геологии Мирового океана. Первые находки рудных образцов относятся к 70-м годам XIX в., когда в Карском, Баренцевом морях, затем вблизи Канарских островов были подняты железомарганцевые конкреции. В 60-е годы были открыты проявления металлоносных осадков в Красном море. В 1978 г. были обнаружены сульфидные постройки в районе 21с. ш. Восточно-Тихоокеанского поднятия, а в следующем году впервые визуально наблюдались <черные курильщики>. К середине 90-х годов наметился перспективный участок на глубоководные сульфидные руды в САХ - рудное поле <Логачев>.
В настоящее время среди разнообразных подводных месторождений твердых полезных ископаемых можно выделить:
1) Прибрежно-морские россыпи благородных (золото, платина и др.), редких (тантал, ниобий, и др.), цветных (цинк, ванадий и др.) и черных (железо, титан, хром) металлов, а также алмазов;
2) Скопления железомарганцевых конкреций (ЖМК) абиссальных (глубинных) равнин Мирового океана;
3) Железомарганцевые корки на склонах подводных гор;
4) Скопления глубоководных полиметаллических и сульфидных руд в срединно-океанических хребтах.
Руда - природное или техногенное образование, содержащее полезный компонент в таких концентрациях, количестве, минералах и имеющее такое строение, которые определяют его рентабельную добычу из недр Земли.
Рудная формация - группа месторождений, имеющих сходный минеральный состав руд, рудо сопровождающих изменений вмещающих пород и геолого - структурную позицию, но отличающихся своим возрастом.
Руда состоит из рудных (промышленных) и сопутствующих минералов, а её строение определяется текстурой и структурой.
Крупные месторождения руд находятся у берегов о. Ньюфаундленд, в Финском заливе, на северо-западном побережье Австралии и в Гудзоном заливе.
Добыча металлов. Известно более 100 подводных шахт и рудников, заложенных с берега, или искусственных сооружений в море для разработки месторождений различных металлов.
Наиболее значительная добыча морских залежей железной руды ведется в Канаде на восточном побережье Ньюфаундленда из месторождения Вабана. Ежегодная добыча железной руды здесь равна примерно 3 млн. т. Перспективными районами для добычи железной руды признаются шельфы Африки, Индии, Австралии, Южной Америки [7].
В нескольких участках рифовых зон срединных хребтов Тихого океана найдены полиметаллические руды, которые содержат цинк, медь, серебро, золото и сульфиды. Данные массивные сульфидные руды формируют конусовидные или пластовые тела небольшой площади непосредственно на поверхности базальтового слоя океанического дна. Ученые полагают, что формирование залежей полиметаллических сульфидных руд обусловлено наличием высокотемпературных гидротермальных растворов, образующихся в ходе циркуляции воды океана по трещинам раскаленных молодых базальтовых пород при образовании океанической земной коры в соответствующих зонах.
С наибольшей полнотой в настоящее время изучены рудные образования на поверхности дна. Это обусловлено и возможностями используемых технических средств, и соображениями о доступности выявленных полезных ископаемых для последующего их извлечения. Поэтому при изложении основ металлогенического анализа Мирового океана основное внимание мы уделяли этим образованиям [2].
Нерудные полезные ископаемые. Многие твердые полезные ископаемые являются объектами промышленного использования. Это и есть нерудные полезные ископаемые.
Нерудные полезные ископаемые - неметаллические полезные ископаемые, используемые в промышленности и строительстве в естественном виде или как сырьё. Вот некоторые из них: известняк, фосфориты, калийные соли.
Нерудные - неметаллические и негорючие полезные ископаемые: песок, гравий, глина, мел, известняк, различные соли. месторождения химического, агрономического, технического, металлургического, строительного минерального сырья.
На мелководье обнаружены залежи соединений фосфора, которые можно использовать в хозяйстве для изготовления удобрений. Эти залежи формируются в ходе биогенного осаждения фосфора и его дальнейшего концентрирования в форме конкреций либо оолитов.
Во многих странах мира ведутся работы по извлечению из прибрежных областей океана песка, гравия, кораллового известняка, известкового ила, раковин моллюсков в качестве строительного материала.
Горючие полезные ископаемые. Без горючих полезных ископаемых - нефти, природного газа, угля, торфа - нет энергетики. Для любой страны они являются стратегическим сырьём. Их добыча ведётся с незапамятных времён.
В результате геологического развития нашей планеты в недрах дна многих участков Мирового океана сформировались залежи нефти и газа.
По современным представлениям, эти горючие полезные ископаемые образуются в недрах Земли в результате преобразования рассеянного органического вещества субаквальных осадков. При этом необходимое геологическое условие такой трансформации - существование в районах образования и накопления нефти и газа больших по размерам осадочных толщ. Они формируют крупные нефтеносные осадочные бассейны, где образуются и накапливаются нефть и газ. Морские месторождения нефти и газа располагаются в пределах этих бассейнов, большая часть площади которых находится в подводных недрах морях и океанов.
В мировом океане эксплуатируются многие сотни нефтегазовых месторождений. Их размещение характеризуется несколькими главными географическими чертами. Во-первых, нефтегазовые промыслы расположены в пределах шельфа.
Добыча нефти и газа ведется с морских буровых платформ до глубин 200 м, в отдельных районах чуть глубже [10].
Во-вторых, в настоящее время в Мировом океане сложилось несколько крупнейших центров подводных нефтеразработок, которые определяют ныне уровень добычи "морской" нефти. Главный из них - Персидский залив. Второй по объему добычи район - Венесуэльский залив с лагуной Маракайбо. Крупными запасами нефти обладают мексиканский и Гвинейский заливы, а также Северное море.
В-третьих, самые значительные районы морской нефтедобычи (Персидский, Венесуэльско-Маракайский и Гвинейский) расположены у берегов развивающихся стран. Только Мексиканский и Североморский районы находятся у берегов развитых стран.
Богатые залежи нефти обнаружены у берегов некоторых стран Юго-Восточной Азии и возле побережий Австралии. Местами начата их разработка и добыча нефти. Большие запасы подводной нефти открыты в прибрежных районах западной и восточной части Каспийского моря. Это перспективные районы морской нефтедобычи. В настоящее время Мировой океан стал ареной обширных нефте- и газопоисковых работ.
2. Описание основных геологических обстановок формирования различных видов полезных ископаемых
2.1 Зона шельфа
Рельеф дна океана не менее сложен, чем рельеф суши. Дно океана включает в себя несколько главных морфоструктурных элементов. Одна из них - зона шельфа.
Материковая отмель (шельф) - подводная равнина, окаймляющая берега океанов и морей. До недавнего времени его нижней границей считалась глубина 200 м. последние исследования шельфов показали, что границу шельфа следует проводить не по глубинам, а по геоморфологическим признакам, поэтому она неодинаковая в различных районах.
Так, у берегов Южной Америки границу шельфа проходит на глубине 55 м, в морях Восточно-Сибирском и Лаптевых - на глубине не более 100 м. ширина шельфов колеблется от нескольких километров до 1300 км. Общая площадь, занятая шельфами, - около 8 % дня Мирового океана [1].
На шельфе известны многочисленные месторождения различных полезных ископаемых. Наибольшее значение имеют нефть и газ, запасы, которых в пределах шельфа оцениваются соответственно в 100 млрд. т и 15 трлн. м3. Также важное промышленное значение имеют россыпные месторождения, являющиеся источниками титана, циркония, олова, хрома, алмазов, золота, платины и др.
Из нерудных полезных ископаемых в пределах шельфа выявлены фосфориты, а также огромные запасы нерудных строительных материалов - песка и гравия, ракушечника, кораллового известняка, которые широко используются в строительстве. Около 30 стран осуществляют пробную и промышленную эксплуатацию полезных ископаемых на шельфе.
2.2 Островные дуги активных континентальных окраин
Островные дуги - цепочки вулканических островов над зоной субдукции, возникающие там, где одна океаническая плита погружается под другую (рис. 1). В качестве типичных современных островных дуг можно назвать Курильские, Алеутские, Марианские острова и многие другие архипелаги.
Рис. 1. Островные дуги. Зона субдукции
Островные дуги со стороны океанов всегда сопровождаются глубоководными желобами, которые протягиваются параллельно им на расстоянии от них в среднем 150 км. Островные дуги - самые грандиозные из известных на Земле горных цепей. Приокеанические склоны островных дуг на глубине 2-4 км заняты преддуговыми бассейнами шириной 50-100 км. Они выполнены многокилометровой толщей осадков.
Сами островные дуги образованы активными или действовавшими в недавнем прошлом наземными и подводными вулканами. В их составе главное место занимают средние лавы-андезиты, принадлежащие к т. н. известково-щелочной серии, но присутствуют также как более основные (базальты), так и более кислые (дациты, риолиты) лавы [8].
С островными дугами связаны многочисленные полезные ископаемые: медно-порфировые руды, стратиформные сульфидные свинцово-цинковые залежи типа куроко (Япония), руды золота; в осадочных бассейнах - преддуговых и тыловодужных - известны скопления нефти и газа.
Активная континентальная окраина возникает там, где под континент погружается океаническая кора. Эталоном этой геодинамической обстановки считается западное побережье Южной Америки, её часто называют андским типом континентальной окраины, противопоставляя пассивной окраине.
С андезитовым магматизмом связаны характерные межнопорфировые местрождения. Это часто крупныештокверковые рудные тела, развивающиеся по малоглубинным интрузиям. Руды представленыхалькопиритом, борнитом, халькозином, молибденитом и др. В качестве основных компонент из такихместорождений извлекается медь и молибден, а качестве попутных рений, ПГЭ, золото и др.
2.3 Срединно-океанические хребты с активной гидротермальной деятельностью
В 1978 году были открыты высокотемпературные гидротермальные постройки - "черные курильщики" на Восточно-Тихоокеанском поднятии и стало ясно, что именно они являются источниками металлоносных осадков (МО). Глубоководное бурение с кораблей "Гломар Челленджер" и "Джоидес Резолюшн" позволило установить присутствие МО в осадочных толщах океанического дна.
Гидротермы известны в океанических рифтах разного типа строения, находящихся как в начальной стадии своего образования, так и в более зрелых, обладающих низкой, средней и высокой скоростью спрединга - расширения океанического дна. Рифовые зоны океанов - это глубокие ущелья, располагающиеся вдоль осей срединно-океанических хребтов (рис.2).
Они представляют собой дивергентные границы литосферных плит. Повышенный тепловой поток в рифовых зонах связан с многочисленными, неглубоко залегающими магматическими очагами, из которых и происходят излияния базальтовой магмы, наращивающей океаническое дно [3].
Рис. 2 Срединно-океанический хребет.
Калифорнийский залив представляет собой самую молодую стадию зарождения океанического рифта, знаменующую собой раскол Северо-Американского континента, начавшийся 5 млн. лет тому назад. За это время новообразованный рифт раскрывался со скоростью 6 см/год, в результате чего он и достиг ширины около 300 км.
Химический состав воды "курильщиков" сейчас уже хорошо известен. По изотопному составу водорода и кислорода гидротермальных растворов было доказано, что единственный их источник - это океанская вода, просачивающаяся в трещины пород дна. Однако химический состав воды "курильщиков" существенно отличается от морской вследствие взаимодействия циркулирующей в трещинах воды с породами стенок трещин.
"Черным курильщикам" свойственна очень низкая эффективность рудообразования - по некоторым оценкам, до 95-98% металлов уходит в "дым" и рассеивается в водной толще океана. У крупных построек, обнаруженных в системе подводного хребта Хуан-де-Фука и на Срединно-Атлантическом хребте, характер разгрузки оказался существенно иным - у них преобладает рассеянная разгрузка со всей поверхности постройки (визуально наблюдавшаяся в виде дрожания воды или муара). Эффективность рудоотложения в этом случае резко увеличивается. Постройка растет как бы изнутри, за счет заполнения рудным веществом пор и каналов. Это приводит, по-видимому, к частым гидроразрывам тела постройки, сопровождающимся брекчированием руд. Такое брекчирование весьма характерно и для древних колчеданных руд, оно часто наблюдается в месторождениях уральского и кипрского типов.
Основным источником гидротермальных растворов является вода океанов, просачивающаяся вглубь океанической коры, сложенной базальтами. Для такого процесса вполне достаточно даже мелких (до 3 мм шириной) трещин, хотя широко развиты и более крупные, зияющие трещины - гьяры (гьяу - исл.). Подобные трещины могут рассекать всю океаническую кору в осевых зонах срединно-океанических хребтов на глубины в первые км.
Над очаговая область, по-видимому, является тем местом, где океанская вода, будучи сильно нагретой, активно взаимодействует с породами, извлекая из них ряд элементов. При этом вблизи осевой зоны рифта наблюдаются восходящие струи флюидов, а по его периферии - нисходящие.
2.4 Обстановки формирования паралических углей в районе заболоченных участков побережий
В каменноугольном периоде продолжалась герцинская складчатость, начавшаяся на девонско-каменноугольном рубеже бретонской фазой, имевшей ограниченное распространение.
На севере Сибирской платформы в раннекаменноугольное время накапливались карбонатные осадки. В средне-поздне каменноугольное время обстановка изменилась и на большей части платформы стали отлагаться толщи торфяников, превратившиеся впоследствии в пласты каменного угля. На Китайской платформе в раннем карбоне областью трансгрессии являлась южная часть, а в среднекаменноугольную эпоху трансгрессия распространилась в северном направлении. В поздне-каменноугольное время происходило формирование паралической угленосной толщи мощностью в несколько сотен метров. Юго-восточная окраина Китая - Катазия в раннекаменноугольную эпоху являлась областью денудации.
В средне-поздне каменноугольное время здесь накапливались континентальные отложения мощностью в несколько сотен метров с пластами каменного угля [6].
Регрессия на платформах и заполнение геосинклинальных и других прогибов мощными толщами обломочного материала, сносимого с поднимающихся гор, теплый и влажный климат, господствовавший на огромных площадях Северного полушария, благоприятствовали возникновению обмелевших бассейнов или заболоченных участков суши, где обильно развивалась растительность, и происходило угленакопление.
Ватты - Полоса низменных побережий приливных морей, затопляемая при приливе и осушающаяся при отливе, сложена илом и глинистым материалом на значительную глубину, характерны для побережья Северного моря в Германии, а также в Голландии и др.
Марши - полоса низменных прибрежных районов морей, устьев рек, затопляемая во время высоких приливов.
Как правило, марши покрыты лугами и болотами с галофитной растительностью. Подверженные осушению марши сначала покрываются галофильной луговой растительностью, а затем - злаковой растительностью.
2.5 Формирование соленосных толщ в мелководных морских заливах и лагунах, россыпных месторождений, рудных полей железомарганцевых конкреций
К этой группе принадлежат породы, возникшие хемогенным путем из ионных растворов геохимических подвижных компонентов. Они образуются в результате отложения солей из концентрированных растворов - рассолов. Основной фактор образования таких рассолов - испарение. Поэтому отложившиеся из них ассоциации минералов определяют термином "эвапориты" (продукты выпаривания).
В эту группу входят сульфаты и хлориды кальция, магния, натрия, калия, а также нитраты калия, натрия, карбонаты натрия и бораты. Наиболее распространены сульфаты: гипс, ангидрит, меньшее распространение имеют хлориды, главным образом галит. Сравнительно редко встречаются полигалит и другие соли калия.
К числу наиболее богатых морских месторождений, которые успешно разрабатывают в наши дни, относятся титаномагнетитовые пески у берегов Японии и оловоносные (касситеритовые) пески вблизи Малайзии и Индонезии. Подводные россыпи оловянной руды представляют собой шельфовое продолжение крупнейшего в мире наземного оловоносного пояса, протянувшегося от Индонезии до Таиланда.
Большая часть разведанных запасов этого олова сосредоточена в береговых долинах и на их подводном продолжении.
Более тяжелые продуктивные пески, содержащие от 200 до 600 граммов олова на кубометр породы, концентрируются в понижениях местности. Как показали результаты бурения в море, их толщина местами достигает 20 метров.
Разработка подводных россыпей дает значительное количество алмазов, янтаря и драгоценных металлов - золота и платины. Подобно оловянным рудам, эти россыпи служат продолжением наземных и потому не уходят далеко под воду.
В ряде случаев морские россыпи характеризуются гораздо более высоким содержанием ценных минералов, чем аналогичные месторождения на суше. Волны постоянно взмучивают и перемешивают породу, а течение уносит более легкие частицы, в результате чего море работает как природная обогатительная фабрика. У берегов Южной Индии и Шри-Ланки протянулись мощные ильменитовые и моноцитовые пески, содержащие железо-титановую руду и фосфаты редкоземельных элементов цезия и лантана.
Многокилометровая полоса обогащенных песков прослеживается в море на расстоянии до полутора километров от берега. Мощность ее продуктивного слоя местами достигает 8 метров, причем содержание тяжелых минералов иногда доходит до 95 процентов [5].
Самые мощные россыпи янтаря находятся на побережье Балтийского моря вблизи Калининграда. Красивые желтые "камни" скрыты от глаз в синеватых мелкозернистых глауконитовых песках морского происхождения, поверх которых образовались позднейшие напластования.
Механизм образования россыпных месторождений. Россыпь - это скопление рыхлого или сцементированного обломочного материала, содержащего зерна ценных минералов и образующееся при выносе и растворении жильных и породообразующих минералов. Полезные минералы россыпей включают: Au, Pt и платиноиды, U, Th, Y, TR, Sc, V, Zr, Ta, Nb, Ti, Sn, W, Be, Hg, Fe, Cr; драгоценные и поделочные камни; формовочные, стекольные и строительные пески, каолины. Механизм образования россыпей. В водных потоках в местах осложнений и резких перепадов скоростей могут возникать обратные общему направлению вихревые течения и появляются гидродинамические тени. Такие условия возникают в местах:
1) резкого расширения потока;
2) наличия массивных тел в потоке (положительные нарушения поверхности дна);
3) отрицательные нарушения поверхности дна (ямы) (рис.3).
Именно в этих местах происходит максимальная дифференциация (разделение) обломочного материала и могут формироваться россыпи.
В реках такими ловушками могут быть:
1) стрежневые части плесов; места раздвоения и схождения русла возле острова;
2) участки, расположенные ниже впадения в основное русло боковых притоков;
3) валуны и выступы дна;
4) ребристый плотик;
5) ямы и впадины дна, котловины в основании водопадов.
Рис. 2 Россыпные месторождения (яма)
Формирование железомарганцевых конкреций. Железомарганцевые конкреции имеют округлую, лепешковидную или неправильную форму при средней величине 3-12 сантиметров (рис. 4).
Во многих районах океана дно сплошь покрыто ими и напоминает по виду булыжную мостовую. Кроме двух указанных металлов, конкреции содержат никель, кобальт, медь, молибден, то есть представляют собой многокомпонентные руды [4].
По последним подсчетам, мировой запас железомарганцевых конкреций составляет 1500 миллиардов тонн, что намного превосходит запасы всех ныне разрабатываемых рудников. Особенно велики залежи железомарганцевой руды в Тихом океане, где дно местами устлано конкрециями сплошным ковром и в несколько слоев. Таким образом, в смысле обеспечения железом и другими металлами человечество имеет весьма благоприятные перспективы; остается лишь наладить добычу.
Указанные объекты являются представителями двух самостоятельных формаций: формации железомарганцевых конкреций (ЖМК) абиссальных котловин и формации кобальтоносных железомарганцевых корок (КМК) подводных поднятий.
Установлено, что внутреннее строение конкреций характеризуется ритмичным чередованием контрастных по содержанию железа и марганца ("марганцовистых" и "железистых") субмикроскопических слойков, что подтверждает гипотезу автоколебательного осаждения рудного вещества, характеризуются слоистым строением.
Рис. 4. Железо - марганцевые конкреции подводных долин (полированные шлифы).
Индийский океан.
По особенностям состава и строения микро слоёв железомарганцевые корки в целом можно отнести к гидрогенным отложениям. Исключением является реликтовый слой - образование в значительной степени самостоятельное, резко отличающееся от последующих слоев. Именно в реликтовом слое довольно часто наблюдается чередование контрастных по составу слойков (все последующие слои сложены, как правило, однородным материалом). Различные генерации рудного вещества в этом слое, отличающиеся текстурными особенностями, часто разделяются границами несогласий, признаками явлений деструкции. Этим подтверждается фундаментальное положение о том, что металлогения Мирового океана и эндогенная, и экзогенная, в конечном итоге определяется базальтоидным магматизмом.
2.6 Месторождения строительных материалов
Водная толща, дно и недра Мирового океана содержат разнообразные твёрдые, жидкие и газообразные минеральные образования, которые могут стать или уже стали объектом промышленного использования. Наибольшее практическое значение имеют нефть и газ, россыпные месторождения олова, редких металлов, золота, алмазов, железомарганцевые и корки, полиметаллические илы и массивные сульфиды, фосфориты, нерудные строительные материалы.
Механогенные месторождения представляют собой континентальные и прибрежно-морские терригенные породы или являются их составляющими. По промышленной ценности они составляют ряд: россыпи, кварцевые пески и строительные материалы. Строительные материалы наиболее широко распространены и обычно сложены рыхлыми континентальными отложениями четвертичного возраста: элювиальные дресвяники, аллювиальные, флювиогляциальные, реже пролювиальные галечники, гравелиты и пески. Широко распространены глины (супеси и суглинки), используемые в производстве строительных материалов [9].
Мономинеральные кварцевые пески считаются ценным сырьем для производства стекла и световодов, но встречаются редко.
Строительные материалы - песок и гравий, а также коралловый известняк, раковины моллюсков, известковый ил (в качестве сырья для получения извести) добываются из прибрежной зоны океана во многих странах мира. Еще можно добавить ракушечник и кораллы.
В настоящее время, важное значение имеют затопленные пляжи пологих морских побережий. Их разрабатывают для получения кварцевых песков для стекольной промышленности; цементных песков (устричные раковины) Атлантическое и Тихоокеанское побережье США; черных песков в качестве железных и титановых руд в Японии и Цейлоне. Особенностью этих россыпей служит их восполняемость - восстановление прежних запасов после определенного перерыва в добычных работах.
2.7 Обстановки формирования хемогенно-органогенных известковых осадков, впоследствии преобразующихся в известняки
Морские осадки чрезвычайно разнообразны. Они различаются размерами обломочных частиц, количественным соотношением обломочного материала и материала химического происхождения, минеральным составом тех и других компонентов, а также фаунистической характеристикой (рис.5).
В одних районах остатки фауны и флоры содержатся в морских, осадках в изобилии, в других присутствуют в виде единичных экземпляров, в третьих, отсутствуют вообще. Различие характера морских осадков является следствием исключительного разнообразия физико-географических условий, в которых происходит их накопление. Изучение современных осадков показывает, что главными факторами, определяющими тип морских отложений, являются рельеф и глубина морского дна, а также степень удаленности береговой линии и климатические условия. В соответствии с этими особенностями в пределах Мирового океана выделяются следующие зоны со специфическими условиями осадконакопления: литоральная - в приливно-отливной зоне, мелководная - в области шельфа, батиальная - в области континентального склона и абиссальная, охватывающая области ложа Мирового океана и глубоководных впадин. Осадки, формирующиеся в литоральной и мелководной зонах, называются неритовыми, а в батиальной и абиссальной зонах - пелагическими.
Рис. 5 Порода состоит из высокой степени сохранности останков брахиопод, трилобитов и мшанок, сцементированных кальцитом. Река Слюдянка, Прибайкалье, Россия.
Неритовые осадки. В пределах литоральной и мелководной зон формируются терригенные, хемогенные и органогенные осадки. В связи с тем, что эти зоны находятся в непосредственной близости к источникам разрушения и сноса, терригенные осадки здесь преобладают.
Характер литорального осадконакопления чрезвычайно изменчив и тесно связан с морфологией берега. У пологих плоских берегов формируются органогенные карбонатные по составу осадки и так называемые пляжевые осадки. Органогенные осадки образуются за счет накопления остатков фауны и флоры, в изобилии населяющей литораль на плоских побережьях, причем особенно велика роль растительности и прикрепленных животных.
Пляжевые осадки состоят из материала, вынесенного с суши и переработанного волнами, или из материала, выброшенного морем (например, обломков раковин), или из смеси того и другого. Как правило, преобладает обломочный, песчаный материал. Для этих отложений характерна значительная изменчивость в направлении, как перпендикулярном к береговой линии, так и вдоль ее простирания.
Атолл представляет собой риф, который в плане имеет кольцевую форму. Внутри рифового кольца располагается лагуна - мелководный участок моря, сообщающийся с открытым морем одним или несколькими проливами. С наружной стороны атолла находится более глубоководная зона. Во внутренней лагуне кольцевого рифа, а также на периферии рифов любого типа накапливаются продукты абразии самой органогенной постройки. Представлены они хорошо скатанными обломками скелетных остатков кораллов и других организмов и образуют своеобразный генетический тип осадков: раковистый гравий (при размере обломков более 2 мм) и раковистый песок (менее 2 мм). Основанием атоллов часто служат выступы океанического дна, вулканические конусы, гайоты.
В мелководную зону, прилегающую к водосборам с плоским рельефом, обломочный материал практически не поступает. Минеральное вещество доставляется с суши лишь в форме растворов. Обилие света и питательных веществ создает благоприятные условия для развития органической жизни. Население таких шельфов исключительно разнообразно, характеризуется массовостью и представлено организмами с известковым скелетом. Здесь в широких масштабах накапливаются органогенные карбонатные осадки, состоящие из целых и раздробленных раковин.
3. Примеры практического применения различных полезных ископаемых
Большой интерес для промышленной добычи в зоне шельфа представляют различные строительные материалы - песок, гравий, щебень. Как правило, они отличаются высокими качествами, ибо сама природа позаботилась об их сортировке по размерам составляющих частиц. Запасы такого рода стройматериалов в зоне шельфа почти неограниченны, и потому их добычу ведут многие приморские страны. Только в США из моря ежегодно получают 0,5 миллиарда тонн песка и гравия для строительных нужд.
В некоторых теплых морях огромные участки грунта состоят из напластований раковин мелких двустворчатых моллюсков. Это почти чистая известь, пригодная для использования в строительном деле, но главным образом она идет на подкормку домашних птиц. Большие запасы битой "ракуши" имеются в Азовском море. Ежегодно тысячи тонн этого ценного материала отправляются отсюда на птицеводческие хозяйства страны. Интересно, что запасы "ракуши" при этом практически не уменьшаются - раковины отмершего поколения моллюсков восполняют нанесенный ущерб.
Ближе к внешнему краю шельфа во многих частях Мирового океана обнаружены конкреции, содержащие большое количество фосфора. Их запасы еще окончательно не разведаны и не подсчитаны, но, по некоторым данным, они достаточно велики. Так, у берегов Калифорнии имеется месторождение около 60 миллионов тонн. Хотя содержание фосфора в конкрециях всего 20-30 процентов, добыча его с морского дна экономически вполне выгодна. Обнаружены фосфаты и на вершинах некоторых подводных гор в Тихом океане. Главная цель добычи этого минерала из моря - производство удобрений; но, кроме того, он используется и в химической промышленности. В качестве примесей фосфаты несут в себе также ряд редких металлов, в частности цирконий.
На отдельных участках шельфа морское дно покрыто зеленым "песком" - водной окисью силикатов железа и калия, известной в минералогии под названием глауконита. Этот ценный материал находит применение в химической промышленности, где из него получают поташ и калийные удобрения. В небольших количествах глауконит содержит также рубидий, литий и бор.
Неподалеку от Шри-Ланки на глубине тысячи метров были обнаружены скопления баритовых конкреций, на три четверти состоящих из сульфита бария. Несмотря на большую глубину, разработка месторождения сулит значительные выгоды, так как в этом ценном сырье постоянно испытывают нужду химическая и пищевая промышленность. Сульфит бария добавляют в качестве утяжелителя к глинистым растворам при бурении нефтяных скважин.
Ювелирная ценность янтаря сохранилась до наших дней. Для изделий отбирают самые лучшие, прозрачные и крупные куски, тогда как основная масса мелких янтарей используется в промышленности. Этот материал идет на изготовление высококачественных лаков и красок, используется как изолятор в радиопромышленности, из него готовят биостимуляторы и антисептические средства. Современный янтарный комбинат представляет собой механизированное предприятие, на котором породу промывают и обогащают, а извлеченный ценный материал сортируют и подвергают дальнейшей обработке. В 1980 году в Калининграде создан музей янтаря, в котором представлены изделия из этого материала и уникальные находки.
Циркон используется в химической, металлургической, приборостроительной промышленности и в ювелирном деле. Рутил и ильменит применяются при изготовлении высококачественной стали, в радиотехнике, химической промышленности и других отраслях. Применяются фосфориты для изготовления минеральных удобрений, для добывания фосфора, фосфорной кислоты и разных солей.
Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом балансе: доля ее в общем потреблении энергоресурсов составляет 48% (1985). Однако в перспективе эта доля будет уменьшаться вследствие возрастания применения атомной и иных видов энергии.
В связи с быстрым развитием мировой химической и нефтехимической промышленности, потребность в нефти увеличивается не только с целью повышения выработки топлив и масел, но и как источника ценного сырья для производства синтетических каучуков и волокон, пластмасс, ПАВ, моющих средств, пластификаторов, присадок, красителей и др. (более 8% от объема мировой добычи).
Природный газ широко применяется в качестве горючего в жилых, частных и многоквартирных домах для отопления, подогрева воды и приготовления пищи; как топливо для машин (газобаллонное оборудование автомобиля, газовый двигатель), котельных, ТЭЦ (тепловамя электримческая стамнция) и др. Сейчас он используется в химической промышленности как исходное сырьё для получения различных органических веществ, например, пластмасс.
4. Технические и экологические проблемы, связанные с добычей полезных ископаемых
Первое, что можно отметить это добыча метана, который скапливается под дном океана в громадных количествах, в 2 раза превышающих общее количество угля, нефти и газа в мире. Метан мог бы решить энергетические проблемы будущего, но пока не придумали безопасный способ его добычи, морские глубины так просто свои богатства не отдают. На глубине газ находится в виде замороженного гидрата метана, который "цементирует" морское дно. Если же ледяное твердое вещество превратится в газ, его объем увеличится более чем в 100 раз. Это делает его извлечение очень опасным для прибрежных регионов. Несмотря на то, что на океанском дне можно найти все элементы таблицы Менделеева, реализована пока только добыча со дна океанов и морей нефти и газа. Россия тоже активно участвует в разработке ресурсов, в том числе, в Тихоокеанском регионе [11].
Следующее можно отметить, что на Сахалинском шельфе и в других районах Охотского моря сосредоточены огромные месторождения нефти и газа. Сахалинская область стала центром нефте- и газодобычи на Дальнем Востоке. Здесь открыто более 80 месторождений, в том числе, 16 на шельфе острова Сахалин в Охотском море. Технические проблемы заключаются в том, что нужно проводить геологическое изыскания, сейсморазведку, бурение для оценки запасов, монтаж платформ, прокладку трубопроводов, бурение скважин, подготовку инфраструктуры на берегу.
Вследствие этого возникают экологические проблемы, а именно:
· При выполнении сейсморазведки выполняется несколько миллионов пневмовзрывов, ударные волны от них вызывают гибель мальков рыб, а у взрослых особей поражают зрение, слух, нарушают способность к ориентации.
· При бурении образуются буровой раствор и шлам, которые сбрасываются обратно в море. К сожалению, в них содержатся тяжелые металлы и другие токсичные вещества. Из-за этого ухудшаются характеристики воды, гибнет фито - и зоопланктон.
· Вероятность аварий, главная из которых разлив нефти, имеющий долговременные отрицательные последствия (гибель морских гидробионтов и птиц, загрязнение воды).
Заключение
Выполнив даннуй курсовую работу поставленые цели и задачи были выполнены, в результате можно прийти к выводам, что океан - величайшее богатство человечества. Уже сегодня он приобретает важнейшее значение как источник не только питательных веществ, но и минерального сырья. Приведенный в работе обзор минеральных ресурсов Мирового океана свидетельствует о его неисчерпаемых запасах. Даже если ничтожная часть известных в настоящее время месторождений будет экономична и пригодна для эксплуатации, то человечество получит огромные запасы нефти, газа, серы, железа, марганца, золота, алмаза и других полезных компонентов. Особо следует подчеркнуть, что известными до сих пор полезными ископаемыми не исчерпывается перечень месторождений, развитых как на дне, так и в недрах океана. По-видимому, уже в ближайшем будущем будут найдены новые меторождения новых полезных ископаемых. Так как на суше их становиться всё меньше и меньше. Этому будут способствовать дальнейшие исследования Мирового океана.
Изучений недр океана ведется параллельно с исследованиями в разных областях нашей науки и техники. Ученые плодотворно работают над решением исторической здачи - занять ведущее положение в мировой науке по все основным направлениям и обеспечить потребности промышленности в сырье. Но никогда не стоит забывать что какими бы не были ресурсы несчерпаемыми они всеравно должны использоватся рационально.
Ресурсы Мирового океана огромны, но и также значительны его проблемы. В XX в. влияние человеческой деятельности на Мировой океан приняло катастрофические масштабы: происходит загрязнение океана сырой нефтью и нефтепродуктами, тяжелыми металлами и другими высоко - и среднетоксичными веществами, обыкновенным мусором. В Мировой океан ежегодно поступает несколько миллиардов тонн жидких и твердых отходов, в том числе с речным стоком в моря, и в какой-то степени это связано с добычей полезных ископаемых. Напрашивается вывод, что следует найти альтернативные методы разработки и добычи полезных ископаемых из недр океана, не загрязняя водоем.
Список литературы
1. Алексеев, М.Н. Полезные ископаемые шельфов / М.Н. Алексеев, В.А. Друщиц // Природа. - 2000. - №11. - С.3-11.
2. Авдонин В.В., Кругляков В.В., Понамарева И.Н., Титова Е.В. Полезные ископаемые Мирового океана: Учебник, М.: Изд-во МГУ, 2000.
3. Богданов Д.В. Региональная Физическая география мирового океана: Учебное пособие для вузов, М.: Высшая школа, 1985.
4. Геология и минеральные ресурсы Мирового океана / Р. Генов, Т. Димитров, Б. Киров и др. - Варшава: INTERMORGEO, 1990-756 c.
5. Гаврилов В.П. Геология и минеральные ресурсы Мирового океана: Учеб. для вузов, М.: Недра, 1990.
6. Каплин П.А. Подводная геология.М., Знание, 1963. - 34 с.
7. Лившиц Л.Л. Техника подводной добычи полезных ископаемых.М., Знание, 1971. - 26 с.
8. Пирожник, И.И. География Мирового океана: учебное пособие для студентов вузов / И. И Пирожник, Г.Я. Рылюк, Я.К. Еловичева. - Минск: ТетраСистемс, 2006-320с.
9. Старостин В.И. Игнатов П.А. Геология полезных ископаемых.: Учебник для высшей школы. - М.: Академический проект, МГУ им. Ломоносова 2004. - 512 с.
10. Хайн, Н.Д. Геология, разведка, бурение и добыча нефти / Н. Дж. Хайн. - 2-е изд. - М.: Олимп-Бизнес, 2008. - 752с.
11. Географическая энциклопедия. Геоморфология. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://enc-dic.com/enc_geo/Geomorfologija-6026.html. Дата обращения: 16.02.2016.
Приложение
Практическая часть
1. Доломит
Название минерал получил в честь французского минералога Д. Доломье, который его открыл.
Доломит является природным карбонатом кальция и магния.
Доломит образуется при диагенезе или в гидротермальных месторождениях; происходит замещение известняков, под воздействием морской воды, просачивающейся сквозь слой известкового ила на морском дне.
Химический состав: оксид кальция (СаО) 30,4%, оксид магния (MgO) 21,7%, оксид углерода (СО2) 47,9%;
Цвет: белый, серый, блекло-желтый,
Твердость: 3,5 - 4
Плотность: 2,8 - 3,0
Блеск на гранях и по спайности в агрегате - стеклянный, матовый.
Особые свойства: порошок доломита реагирует с соляной кислотой, царапается стальной иглой.
Применения доломита: служит одним из источников получения металлического магния и употребляется при производстве стали.
2. Галит
Название произошло от слова "Галс", что в переводе с греческого означает соль.
Происхождение экзогенное, при осадочных процессах, в условиях сухого и жаркого климата, в замкнутых соляных озерах и мелководных заливах, отделенных от моря барьером.
Форма выделения: кристаллы, кр. агрегаты.
Цвет: серый, белый, голубой, бесцветный.
Химический состав: 39,4% Na и 60,6% Сl.
Цвет черты: белая.
Блеск: стеклянный, на выветренных гранях кристаллов - жирный.
Твердость: 2.
Спайность: весьма совершенная.
Излом: ступенчатый.
Удельный вес: ~2,2.
Особые свойства: вкус соленый, легко растворим в воде, гигроскопичность.
Практическое применение. Важнейший пищевой продукт человека и животных (среднее потребление соли 7-10 кг на 1 человека в год); обладая антисептическим свойством, является прекрасным консервирующим средством. Используется в химической промышленности (получение перекиси натрия, соды, едкого натра и других соединений натрия, а также металлического натрия, хлора, соляной кислоты и различных соединений хлора), в кожевенной промышленности, металлургии (как флюс), керамике, электротехнике, мыловарении, медицине и целом ряде других отраслей.
3. Пирит
Название произошло от словосочетания "pyrites lithos", что в переводе с греческого означает камень, высекающий огонь.
Происхождение. Встречается в месторождениях гидротермального происхождения, колчеданных залежах.
Форма выделения: кристаллы, примазки, присыпки.
Цвет: светлый латунно - и золотисто-желтый.
Цвет черты: черный.
Блеск: сильный, металлический.
Твердость по минералогической шкале: 6 - 6,5.
Спайность: весьма не совершенная.
Излом: зернистый.
Плотность: высокая.
Особые свойства. На поверхности Земли пирит неустойчив, легко окисляется кислородом воздуха и грунтовыми водами, переходя в гетит или лимонит. Электропроводность.
Практическое применение. Важнейшее сырье для производства серной кислоты и железа. Месторождения пирита разрабатывают преимущественно для извлечения содержащихся в нем примесей: золота, кобальта, никеля, меди. В некоторых богатых пиритом месторождениях содержится уран.
4. Галенит
Название произошло с древнелат. galena - свинцовая руда.
Происхождение при низкотемпературных гидротермальных месторождений.
Форма выделения: кристаллы или кр. агрегаты.
Цвет: обычно свинцово-серый.
Цвет черты: от темно-серой до черной.
Блеск на плоскостях спайности: сильный металлический.
Твердость: 2-3.
Спайность: весьма совершенная по кубу.
Излом: плоскораковистый или мелко ступенчатый.
Плотность: высокая.
Особые свойства. Легко даёт черту.
Практическое применение. Важнейшая свинцовая руда; значительная доля мировой добычи серебра приходится на галенит.
5. Известняк-ракушечник
Происхождение названия породы. Назван этот минерал по своему составу (главный компонент - углекислая известь СаСO3).
Происхождение. Осадочное, зоологическое.
Цвет обычно белый, светло-серый, реже темно-серый и черный.
Структура крайне разнообразна, служит основой для выделения большого количества разностей известняка.
Текстура однородная, слоистая, иногда пористая, кавернозная.
Состав: кальцит, редко - арагонит. Примеси - доломит. Содержат остатки раковин или иных скелетов морских организмов.
Особые свойства. Бурно растворяется в НСl (вскипает). Слегка прилипает к языку.
Практическое применение. строительный камень, бутовый камень и щебень для дорожного строительства, флюс в черной и цветной металлургии, наполнитель для некоторых сортов бумаги, сырье для производства зубного порошка, минеральной ваты, красок, замазок и т.д., технологическое сырье в пищевой (сахарной) промышленности, минеральная добавка в корм скота и птицы.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Состав, условия залегания рудных тел. Формы полезных ископаемых. Жидкие: нефть, минеральные воды. Твердые: угли ископаемые, горючие сланцы, мрамор. Газовые: гелий, метан, горючие газы. Месторождения полезных ископаемых: магматогенные, седиментогенные.
презентация [7,2 M], добавлен 11.02.2015Геологическая деятельность океанов и морей. Особенности добычи нефти и газа из подводных недр. Крупнейшие центры подводных нефтеразработок. Шельфовые месторождения твердых ископаемых. Минеральные ресурсы Мирового океана и возможности их освоения.
курсовая работа [406,7 K], добавлен 22.03.2016Промышленная классификация месторождений полезных ископаемых. Приёмы оконтуривания тел полезных ископаемых. Управление качеством руды. Методы подсчёта запасов месторождений полезных ископаемых. Оценка точности подсчета запасов, формы учета их движения.
реферат [25,0 K], добавлен 19.12.2011Изучение закономерностей образования и геологических условий формирования и размещения полезных ископаемых. Характеристика генетических типов месторождений полезных ископаемых: магматические, карбонатитовые, пегматитовые, альбитит-грейзеновые, скарновые.
курс лекций [850,2 K], добавлен 01.06.2010Полезные ископаемые как фактор экономического состояния территории. Классификация и сравнительная характеристика полезных ископаемых на территории Еврейской Автономной Области, их геологическое развитие, история освоения, разведка, использование и добыча.
курсовая работа [32,4 K], добавлен 11.05.2009Общие сведения о рудных и нерудных полезных ископаемых, расположение месторождений Краснодарского края, использование в отраслях промышленности в масштабах страны. Добыча нефти, газа и торфа. Перспективы дальнейшего поиска полезных ископаемых в регионе.
презентация [9,3 M], добавлен 21.09.2011Влияние добычи полезных ископаемых на природу. Современные способы добычи полезных ископаемых: поиск и разработка месторождений. Охрана природы при разработке полезных ископаемых. Обработка поверхности отвалов после прекращения открытой выработки.
реферат [29,4 K], добавлен 10.09.2014Структура и функции геологической службы. Цели и задачи геологического обеспечения горных предприятий. Методы отбора проб. Нерудные полезные ископаемые, их применение. Формирование известняковых залежей. Классификация и оценка запасов полезных ископаемых.
контрольная работа [39,2 K], добавлен 05.03.2015Поисковые работы как процесс прогнозирования, выявления и перспективной оценки новых месторождений полезных ископаемых, заслуживающих разведки. Поля и аномалии как современная основа поисков полезных ископаемых. Проблема изучения полей и аномалий.
презентация [1,0 M], добавлен 19.12.2013Главные черты строения океанических впадин. Действительная картина подводного рельефа на современных картах Мирового океана. Особенность строения океанского ложа и хребтов. Осадки Мирового океана. Будущее освоение океана. Основные типы донных осадков.
реферат [17,4 K], добавлен 16.03.2010
