На поверхности Земли в результате действия различных экзогенных факторов образуются осадки, которые в дальнейшем уплотняются, претерпевают различные физико-химические изменения - диагенез, и превращаются в осадочные горные породы. Осадочные породы тонким чехлом покрывают около 75% поверхности континентов. Многие из них являются полезными ископаемыми, другие - содержат таковые.

Среди осадочных пород выделяют три группы:

Обломочные породы, возникающие в результате механического разрушения каких-либо пород и накопления образовавшихся обломков;

глинистые породы, являющиеся продуктом преимущественно химического разрушения пород и накопления возникших при этом глинистых минералов;

химические (хемогенные) и органогенные породы, образовавшиеся в результате химических и биологических процессов.

При описании осадочных горных пород так же, как и магматических, следует обращать внимание на их минеральный состав и строение. Первый является определяющим признаком для химических и органогенных пород, а также глинистых при микроскопическом их изучении. В обломочных породах могут присутствовать обломки любых минералов и горных пород.

Важнейшим признаком, характеризующим строение осадочных пород, является их слоистая текстура. Образование слоистости связано с условиями накопления осадков. Любые перемены этих условий вызывают либо изменение состава отлагающегося материала, либо остановку в его поступлении. В разрезе это приводит к появлению слоев, разделенных поверхностями напластования и часто различающихся составом и строением. Слои представляют собой более или менее плоские тела, горизонтальные размеры которых во много раз превышают их толщину (мощность). Мощность слоев может, достигать десятков метров или не превышать долей сантиметра. Изучение слоистости дает большой материал для познания палеогеографических условий, в которых формировалась изучаемая осадочная толща. Например, в морях на удалении от берега, в условиях относительно спокойного режима движения воды образуется параллельная, первично горизонтальная слоистость, в прибрежно-морских условиях - диагональная, в потоках морских и речных - косая и т.д. Важным текстурным признаком осадочных пород является также пористость, характеризующая степень их проницаемости для воды, нефти, газов, а также устойчивость под нагрузками. Невооруженным глазом видны лишь относительно крупные поры; более мелкие легко обнаружить, проверив интенсивность поглощения породой воды. Например, породы, обладающие тонкой, не видимой глазом пористостью прилипают к языку.

Структура осадочных пород отражает их происхождение - обломочные породы состоят из обломков более древних пород и минералов, т.е. имеют обломочную структуру; глинистые сложены мельчайшими не видимыми вооруженным глазом зернами преимущественно глинистых минералов - пелитовая структура; хемобиогенные обладают либо кристаллической структурой (от ясно видимой до скрытокристаллической), либо аморфной, либо органогенной, выделяемой в тех случаях, когда порода представляет собой скопление скелетных частей организмов или их обломков.

Большинство осадочных пород является продуктом выветривания и размыва материала ранее существовавших пород. Меньшая часть осадков происходит из органического материала, вулканического пепла, метеоритов, минерализованных вод. Различают осадки терригенные (табл. 1.), осадки органического, вулканического, магматического и внеземного происхождения.

Таблица 1. Материал, слагающий осадочные породы

Первичные компоненты		Вторичные компоненты
Обломочные	Выделившиеся химическим путем	Привнесенные	Образовавшиеся в процессе изменения породы
Обломки пород Кварциты Кристаллические сланцы, филлиты, глинистые (аспидные) сланцы Песчаники Грубые пирокластические породы (вулканические бомбы, обломки) Осколки стекла, вулканический пепел Зерна минералов Халцедон, кремень, яшма Полевой шпат Мусковит Магнетит, ильменит Роговая обманка, пироксен Глинистые минералы	Кальцит, другие карбонаты Опал, халцедон (кварц) Глауконит Окислы марганца Карбонатный материал Ангидрит	Опал, халцедон Карбонаты Гидроокислы железа	Слюдистые минералы Ангидрит Глауконит

Полезные ископаемые извлекаемые из осадочных пород

Осадочные породы имеют исключительно важное практическое и теоретическое значение. В этом отношении с ними не могут сравниться никакие другие горные породы.

Осадочные породы самые важные в практическом отношении: это и полезные ископаемые, и основания для сооружений, и почвы.

Человечество добывает из осадочных пород более 90 % полезных ископаемых. Большая часть из них берется только из осадочных пород: нефть, газ, уголь и другие горючие ископаемые, алюминиевые, марганцевые и другие руды, цементное сырье, соли, флюсы для металлургии, пески, глины, удобрения и т. д.

Руды черных и цветных металлов. Основной металл современной техники - железо добывается почти нацело (более 90 %) из седилитов, если учитывать и железистые кварциты докембрия, являющиеся в настоящее вpeмя метаморфическими породами, но сохраняющими свой первоначальный седиментационный вещественный состав. Основными рудами пока остаются молодые мезокайнозойские оолитовые морские и континентальные залежи аллювиального, дельтового и прибрежно-морского типов и коры выветривания тропических стран: Кубы, Южной Америки, Гвинеи и других стран Экваториальной Африки, островов Индийского и Тихого океанов, Австралии. Эти руды обычно чистые, легко доступны для разработки открытым способом, часто готовы для металлургического процесса, и их запасы колоссальны. С ними начинают конкурировать железистые кварциты, или джеспилиты, архея и протерозоя, гигантские, запасы которых имеются на всех материках, но они требуют обогащения. Их разрабатывают также открытым способом, например в Михайловском и Лебединском карьерах КМА, на Украине, в Южной Австралии и других странах. Помимо этих двух основных типов важны сидеритовые руды протерозоя (рифея) Бакала (Башкирия). Другие типы озерно-болотные (на них работали при Петре 1 железорудные заводы Петрозаводска), вулканогенно-осадочные (лимонитовые каскады и др.), сидеритовые конкреции паралических угленосных толщ - второстепенны.

Марганцевые руды на все 100 % добываются из осадочных пород. Основными типами месторождений их являются мелководные морские, приуроченные к спонrолитам, пескам, глинам. Таковы месторождения-гиганты Никополя (Украина), Чиатуры (Западная Грузия), восточного склона Урала (Полуночное, Марсяты и др.), а также Лабы (Северный Кавказ) и Мангышлака. Самое поразительное, что почти все они приурочены к узкому временному интервалу - олигоцену. Вторым типом являются вулканогенно-осадочные руды палеoзоя, главным образом девона: на Урале в Магнитогорском эвгеосинклинальном прогибе, часто в яшмах; в Казахстане - во впадинах Атасуйского района и др. Железомарганцевые конкреции океанов - второстепенные руды на марганец. Этот металл может добываться лишь попутно с кобальтом, никелем, медью.

Хромовые руды, наоборот, добываются в основном из магматических пород, а на долю осадочных приходится всего 7%. Все другие компоненты черной металлургии - флюсы - понижающие температуру плавления (известняки), кокс (угли коксующиеся), формовочные пески- добываются нaцeло из осадочных пород.

Руды цветных u легких металлов на 100-50 % добываются из осадочных пород. Алюминий нацело выплавляется из бокситов, как и магниевые руды из магнезитов осадочного генезиса. Основным типом месторождений бокситов служат современные или мезокайнозойские коры выветривания латеритного профиля, развивающиеся в тропическом влажном поясе Земли. Другие типы - это переотложенные латеритные коры выветривания ближнего (коллювий, аллювий, карстовые полосы) или несколько более дальнего (прибрежная лагунная и другая затишная зона) разноса. Крупнейшими такими месторождениями являются нижнекаменноугольные Тихвинские, среднедевонские Красная Шапочка, Черемуховское и другие месторождения, составляющие Северо-Уральский бокситовый район (СУБР), Северо-Американские (Apканзасские и др.), Венгерские и др.

Магний добывается в основном из магнезитов и отчасти из доломитов осадочного генезиса. Крупнейшими в России и мире являются рифейские Саткинские месторождения в Башкирии метасоматического, очевидно катагенетического, гeнeзиса по первичным доломитам. Толщина тел магнезитов достигает многих десятков метров, а мощность толщи 400 м.

Титановые руды на 80 % осадочные, россыпные (рутил, ильменит, титаномагнетиты и др.), состоящие из остаточных минералов, мобилизованных из магматических пород.

Медные руды на 72 % осадочные - медистые песчаники, глины, сланцы, известняки, вулканогенно-осадочные породы. Большей частью они связаны с красноцветными аридными формациями девона, перми и другого возраста. Никелевые руды на 76% осадочные главным образом коры выветривания ультраосновных пород, cвинцoвo-цинкoвыe на 50 % вулканогенно-осадочные, гидротермально-осадочные, а оловянные - россыпи касситеритов - на 50 % осадочные.

Руды «малых» и редких элементов на l00-75% осадочные: на 100% цирконо-гафниевые (россыпи цирконов, рутилов и др.), на 80% кобальтовые, на 80% peдко-земельные (монацитовые и друrие россыпные) и на 75 % тантало-ниобиевые, также в значительной мере россыпные.



Вопрос 1. Из чего состоит земная кора?

Она состоит из нескольких слоев. Верхний - слой осадочных горных пород. Мощность этого слоя до 10-15 км. Под ним залегает гранитный слой. Горные породы, которые его слагают, по своим физическим свойствам сходны с гранитом. Толщина этого слоя от 5 до 15 км. Под гранитным слоем располагается базальтовый слой, состоящий из базальта и горных пород, физические свойства которых напоминают базальт. Толщина этого слоя от 10 до 35 км.

Вопрос 2. Что такое горные породы и минералы?

Горными породами называют тела, состоящие из нескольких минералов. По происхождению выделяют магматические, осадочные и метаморфические горные породы. Минералы - это тела, имеющие однородный состав.

Вопрос 3. Какие существуют виды горных пород и минералов?

По происхождению горные породы делятся на три группы: Магматические, Осадочные, Метаморфические.

Вопрос 4. Меняется ли количество и разнообразие полезных ископаемых в процессе развития человеческого общества?

Да, количество и разнообразие полезных ископаемых в процессе развития человеческого общества меняется. Это связано с тем, что человек добывает полезные ископаемые и их становится все меньше и меньше.

Вопрос 5. Какие горные породы называют полезными ископаемыми?

Породы, которые человек использует в повседневной жизни и хозяйственной деятельности называют полезными ископаемыми.

Вопрос 6. На какие группы делятся полезные ископаемые?

В зависимости от характера использования выделяют топливные, рудные и нерудные полезные ископаемые.

Вопрос 7. Что такое геологическая разведка?

При поиске полезных ископаемых знание особенностей рельефа, геологической истории территории даёт основание для предположений о том, могут ли в этом месте находиться полезные вещества или нет. Этот процесс называют геологической разведкой.

Вопрос 8. Какие металлы называют чёрными, какие - цветными, а какие - драгоценными?

Чёрные металлы - железо и его сплавы (стали, ферросплавы, чугуны). Цветные металлы по физическим свойствам и назначению условно делятся на тяжёлые (медь, свинец, цинк, олово, никель) и лёгкие (алюминий, титан). Драгоценные металлы - золото, серебро, платина и металлы платиновой группы.

Вопрос 9. Каковы основные закономерности размещения полезных ископаемых?

Полезные ископаемые осадочного происхождения чаще всего добываются на равнинах, а магматического и метаморфического происхождения - в невысоких горах.

Вопрос 10. Приведите примеры использования полезных ископаемых в повседневной жизни, в хозяйственной деятельности человека.

Выплавка различных изделий, переплавка различных руд, изготовление различных украшений, производство бензина, использование природного газа для бытовых нужд, использование угля в качестве топлива для котельных и т. д.

Виды полезных ископаемых

По происхождению все полезные ископаемые делятся на магматические, осадочные и метаморфические. В их размещении по территории Земли прослеживаются определенные закономерности. В складчатых областях обычно залегают магматические полезные ископаемые. Это связано с тем, что руды образовались в основном из магмы и выделяющихся из нее горячих водных растворов. Магма поднимается из недр по разломам и застывает в толще горных пород на различной глубине. Магматические полезные ископаемые могут образовываться и из излившейся магмы - лавы, которая быстро остывает. Обычно внедрение магмы происходит в период активныхтектонических движений, поэтому рудные полезные ископаемые связаны со складчатыми областями. На платформенных равнинах они приурочены к фундаменту - нижнему ярусу платформы. На платформах рудные месторождения могут быть приурочены к щитам (щит - выход фундамента платформы на поверхность) либо к тем частям платформы, где мощность осадочного чехла невелика и фундамент подходит близко к поверхности. Так расположены железные руды Курской магнитной аномалии (КМА) в России. На щитах добываются руды в Криворожском бассейне (Украина) и др.

Осадочные полезные ископаемые наиболее характерны для платформ, так как там располагается платформенный чехол. Преимущественно это нерудные полезные ископаемые и горючие, ведущую роль среди которых играют газ, нефть, уголь, горючие сланцы. Они образовались из накопившихся в прибрежных частях мелководных морей и в озерно-болотныхусловиях суши остатков растений и животных. Эти обильные органические остатки могли накопиться лишь в достаточно влажных и теплых условиях, благоприятных для пышного развития растительности. В жарких засушливых условиях в мелководных морях и прибрежных лагунах происходило накопление солей, использующихся как сырье в химической промышленности.

2. Определите по карте "Европейская часть России", имеющейся в географических атласах России, какие полезные ископаемые имеются в Чувашской Республике. Назовите и объясните их происхождение.

3. Возможно ли открытие на территории ЧР месторождений нефти и газа? Если да, на каких фактах это утверждение основывается?

Геологические особенности территории Чувашии привели к образованию в ее недрах залежей полезных ископаемых осадочного происхождения. Среди них выделяются горючие и нерудные полезные ископаемые. Всего в республике учтено 95 месторождений полезных ископаемых, из них: 47 месторождений кирпичных глин, 5 - керамзитового сырья, 15 - песков строительных, 19 - карбонатных пород, 1 - песков стекольных, 1 - трепела, 1 - гипса и ангидрита, 5 - торфа и 1 - сапропеля.

В Чувашии горючих полезных ископаемых стратегического значения, таких как нефть, газ, уголь, не добывается. Разведанные полезные ископаемые приурочены к осадочным отложениям четвертичного, мелового, юрского и пермского возрастов (см. рис. 4).

Известно, что девонские отложения, залегающие между Волгой и Уралом, содержат промышленные запасы нефти. В настоящее время девонская нефть добывается во многих районах Волго-Уральского региона. Это наводит на мысль, что и на территории Чувашии, где толщи девона достигают мощности 700 м и залегают на глубине около 1,0-1,5 км, могут быть месторождения углеводородов. Но для этого необходимы определенные условия их накопления и сохранения.

Самым распространенным горючим полезным ископаемым Чувашии является торф , запасы которого имеются во всех районах республики. Они содержатся либо в болотах, либо в древних долинах малых рек. Общая площадь торфяников Чувашии превышает 9 тыс. га. Самые большие запасы расположены на левобережье Волги (такие месторождения как Белая Липша, Магазейное и Шампьяро-Кумплангское), а также в долине Суры (Дрянное и Лелечиха). В юго-восточной части республики месторождения торфа небольшие и промышленная эксплуатация не ведется. Торф добывается и используется как топливо и в качестве удобрения. Учитывая то, что запасы торфа в республике значительны, следовало бы ставить вопрос об использовании этого ценного сырья для переработки на жидкое топливо и медицинские препараты, выпуск других ценных химических продуктов, необходимых народному хозяйству.

Имеются запасы Буинского месторождения горючих сланцев. Они детально не разведаны. Мощность вскрытых пластов местами достигает 2 м. Горючие сланцы при дефиците энергоносителей вполне могут быть использованы для производства электроэнергии, а зола – в строительстве. Но в настоящее время горючие сланцы в республике не добываются.

Во многих озерах, болотах речных долин республики имеются большие скопления сапропелей . Они могут служить топливом, химическим сырьем для производства горючих материалов, удобрений и медикаментов, в качестве минеральной подкормки для животных, но пока широко не используются.

Единственное разведанное месторождение сапропеля находится на левом берегу Волги, на озере Когояры.

Нерудные полезные ископаемые являются самыми распространенными в республике. Они представлены каменными строительными материалами, керамическим сырьем, песками, фосфоритами и т.д.

В Порецком районе республики обнаружены промышленные запасы гипса и ангидрита , которые можно было бы вывозить и в другие области России (месторождение Порецкое). Залежи гипса имеются в Козловском, Мариинско-Посадском и Урмарском районах, но там их не разрабатывают.

В южных районах, где залегают на поверхности толщи мелового периода, существуют карьеры по добыче доломита, мела и известняка , они успешно эксплуатируются. Это сырье применяют в строительной промышленности, для получения строительного щебня, извести, в качестве заполнителя для бетона. В сельском хозяйстве муку, получаемую из известняков и доломитов, используют для нейтрализации кислотности почв.

В Ибресинском, Вурнарском и других районах разведаны месторождения фосфорита . Однако, несмотря на нехватку минеральных удобрений и их большой завоз из других областей, месторождения не разрабатываются. Пока это считается экономически невыгодным из-за большой глубины залегания (80-100 м) и небольшой мощности фосфоритового слоя (менее 1 м).

Глинистые породы в республике имеются повсеместно, всего насчитывается 47 месторождений. Поэтому активно разрабатываются месторождения, расположенные вблизи потребителей, то есть вблизи крупных сельских населенных пунктов и городов. Таких месторождений в республике 28. Например, глины Чебоксарского района служат сырьем для АО "Чебоксарская керамика". В этом же районе находится крупнейшее в республике месторождение глины - Ильбешевское. Глины и суглинки служат сырьем для производства кирпича, керамических изделий, керамзита.

По долинам крупных рек, особенно в русле Волги, получили большое распространение строительные и формовочные пески . Мощность толщи на месторождениях строительных песков колеблется от 2 до 15 м. Активно разрабатываются 5 месторождений, расположенных в Чебоксарском и Мариинско-Посадском районах. Крупнейшее из них по запасам - Сидельниковское месторождение. Пески используются в качестве балласта для приготовления бетона и для производства силикатного кирпича, так как не отличаются высоким качеством. Единственное месторождение стекольных песков находится в Алатырском районе - Баевское.

В Алатырском районе в окрестностях села Новые Айбеси разведано месторождение трепела. Мощность слоя, содержащего трепел, достигает 40 м. Это сырье применяется для изготовления тепло- и звукоизоляционных материалов, жидкого стекла и в химической промышленности. Оно пригодно для производства легкого трепельного кирпича розовато-желтой окраски.

Анализируя карту размещения полезных ископаемых, вы можете заметить, что по территории республики они размещены неравномерно. Разнообразным сырьем обеспечены три района Чувашии: Чебоксарский, Порецкий и Алатырский, в этих районах имеется более 5 видов полезных ископаемых. Только 1 вид полезных ископаемых встречается в Аликовском, Батыревском, Ибресинском, Канашском, Шумерлинском и Цивильском районах, в основном это глины.

Итак, наша республика располагает лишь некоторыми видами полезных ископаемых. Самой главной задачей остается дальнейшее изучение запасов минерального сырья республики и более эффективное его использование.

1. Используя рис. 5 и текст параграфа, составьте картосхему "Основные месторождения полезных ископаемых Чувашии".

«Чёрное золото», «жидкое золото»… сколько всего добывает человек из земных недр! Добыча достигла таких масштабов, что уже заходит речь об иссякании природных богатств в ближайшие столетия – но остановиться мы не можем: прекрати добычу полезных ископаемых, и цивилизация будет парализована, ничего другого пока что не придумано… как же возникли эти природные «клады», которые человечество не устаёт откапывать?

Начнём с самого главного полезного ископаемого, на котором держится экономика многих стран (нашей в том числе), из-за которого затевают войны, уничтожая мирных жителей, об истощении запасов которого более всего тревожатся. Разумеется, речь о нефти. Процесс её образования начался примерно 600 миллионов лет назад, когда большая часть поверхности нашей планеты находилась под водой. В воде обитали мелкие живые организмы. Умирая, они опускались на дно, покрываясь илом, и так слой за слоем. Накладываясь друг на друга, слои уплотнялись, опускались, температура и давление в них становились всё выше. А тут ещё взялись за дело анаэробные бактерии и разложили органические вещества на углеводороды. Образовывался при этом и газ. Углеводороды в виде жидкости и пузырьки газа под высоким давлением постепенно просачивались в пустоты, но рано или поздно достигали слоя такой породы, просочиться через которую было невозможно, там нефть или газ скапливалась. Тем временем Земля менялась, там, где когда-то был океан, теперь суша – и многие скопления нефти и газа, возникшие таким образом, оказались на суше.

Органическое происхождение имеет и каменный уголь. Организмы, точнее, растения, давшие ему начало, обитали на Земле в определённый исторический период, который так и называют: каменноугольный период (или карбон). В то время вся поверхность Земли «собралась» в два материка – Лавразию и Гондвану. Прибрежные низменные равнины обоих материков то и дело заливало водой, образовывались болота, занимающие огромные территории. Климат на всей территории этих материков был тропическим, и в таком климате очень хорошо чувствовали себя растения и развивались они бурно, размножались быстро. Это было время гигантских древовидных папоротников, достигавших высоты 45 метров. Животные попросту не успевали съесть всё это «великолепие», пока оно росло, когда же растения погибали естественным путём, их тоже оказывалось так много, что их не успевали переработать гнилостные бактерии, и вся эта растительная масса скапливалась в болотах. Правда, бактерии в болотах всё-таки были, растительную массу они перерабатывали, но на определённой стадии этого процесса начинали выделяться кислоты, и деятельность бактерий становилась невозможной. Так образовался торф. Он оказывался погребённым под новыми слоями, давление буквально «выжимало» из него газы и воду, и он постепенно превращался в каменный уголь. Некоторые залежи каменного угля оказались разрушены движениями земной коры, но там, где она постепенно опускалась, погребаемая под новыми наносами, мы и имеем месторождения угля.

Что касается месторождений металлов, к их происхождению причастна магма, внедряющаяся из мантии Земли в земную кору. Лишь малая её часть изливается на земную поверхность в виде вулканических извержений. В основном она застывает в виде огромных резервуаров. Когда такой резервуар остывает, лёгкие элементы всплывают, а тяжёлые опускаются на дно, так возникают месторождения железа, никеля, меди, платины, вольфрама.

Но так происходит только с т.н. основной магмой, которая содержит окись кремния в количестве не меньше 50% окиси кремния. Если же речь идёт о кислой магме (больше 50% окиси кремния), то процесс выглядит иначе. В такой магме много газов, которые разрушают соединения металлов, и выпасть в осадок сразу они не могут и концентрируются в остатках, которые остыть не успели. Эти остатки, насыщенные газами и растворёнными в них элементами, проникают сквозь трещины в земной коре, остывают, при этом образуются жилы, состоящие из полевого шпата и кварца, включающие в себя драгоценные камни, олово, уран, слюду.

Полезные ископаемые возникают и под воздействием процессов у поверхности Земли. Вода и воздух разрушают горные породы, их частицы вступают в химические реакции с кислородом, водой, углекислым газом, продукты этих реакций уносит вода, и они оседают на дне. Так образуются месторождения глины, гравия. Те металлы, которые не вступают в химические реакции (например, золото) остаются на речном дне в виде россыпей.

Словом, механизмы образования полезных ископаемых различны. Некоторые из них остановлены, например, с тех пор, как появились грибы, образование каменного угля стало невозможным: они в процессе своей жизнедеятельности разрушают лингин – вещество, содержащееся в древесине, без которого каменный уголь образоваться не может. Другие процессы идут и сейчас. Но даже эти процессы занимают миллионы лет! Так что человечеству действительно не лишне задуматься о том, что природные богатства могут закончиться!