Из истории использования полезных ископаемых

В наши дни известно около 250 видов полезных ископаемых и почти 200 видов поделочных и драгоценных камней. Однако вовлечение их в хозяйственный оборот происходило постепенно на протяжении всей человеческой цивилизации.

Первым металлом, который стал известен человеку, по-видимому, была медь. По мнению археологов, применять самородную медь начали еще за 12–11 тыс. лет до н. э., т. е. в каменный век. Затем наступил собственно медный век – сначала на Ближнем Востоке, потом в Европе, Средней Азии, Закавказье, в России, на Украине. В древнем мире медь добывали в Сирии, Палестине, на Кипре (считают, что от латинского слова «купрум» – «медь» и происходит название этого острова), в Испании, Сербии, Болгарии, на Кавказе, в Индии. В течение нескольких тысячелетий ее широко использовали для производства орудий труда, утвари, украшений, а позднее и для чеканки монет.

Затем, примерно за 4 тыс. лет до н. э. начался бронзовый век. Это означало, что люди научились получать сплав меди и олова, который к тому времени также стал известен сначала на Ближнем Востоке, а позднее в Европе (Британия). Полагают, что само слово «бронза» происходит от названия порта Бриндизи (Брундизи) в южной Италии, где было освоено производство этого металла. Как и медь, бронзу широко использовали для изготовления самых различных орудий труда. При помощи их, в частности, обрабатывали каменные глыбы знаменитой пирамиды Хеопса. Кроме того, бронзу стали применять в качестве конструкционного материала. Например, из бронзовых деталей была смонтирована статуя колосса Родосского, относящаяся к одному из семи чудес света.

Но неправильно было бы считать, что в те далекие времена только медь, олово и бронза составляли минерально-сырьевой арсенал человечества. Наряду с ними широко использовали уже и некоторые другие металлы и камни.

В первую очередь это относится к золоту. Самородное золото стало известно примерно так же давно, как и самородная медь. Что касается его добычи, то она началась, очевидно, в Древнем Египте, где, как известно, этот металл связывали с культом Солнца и обожествляли. Задолго до начала нашей эры золото добывали в Малой Азии, в Индии, в Древнем Риме. Использовали его в основном для производства украшений, изделий культа, для чеканки монет. Богатейшими золотыми сокровищами обладала также империя инков в Южной Америке. Именно эти сокровища особенно привлекли испанских конкистадоров во время завоевания ими Нового Света.

Уже в Древней Греции и в Древнем Риме, да и в других регионах Земли, были широко известны свинец, руда ртути киноварь (ее использовали для изготовления красного красителя), сера, поделочные камни (мрамор, лазурит), многие драгоценные камни (изумруд, бирюза и др.). В третьем тысячелетии до нашей эры в копях Голконды (Южная Индия) начали добывать алмазы.

Постепенно бронзовый век сменился железным веком, который продолжался примерно 3,5 тыс. лет. Археологическими исследованиями установлено, что железо сыграло особенно большую роль в развитии человеческой цивилизации. Первые плавки железных руд и изготовление первых кованых железных изделий относятся, очевидно, ко второму тысячелетию до нашей эры (Египет, Месопотамия). Затем железные руды стали использовать на территории Европы, южной России, Кавказа. Из железа производили орудия труда и быта, оружие, многие другие изделия.

С известной долей условности можно утверждать, что на протяжении всего периода средних веков и нового времени – вплоть до промышленных переворотов XVIII–XIX вв. – минерально-сырьевую базу человечества составляли примерно те же металлы (медь, железо, золото, серебро, олово, свинец, ртуть), что и в древнем мире, а также поделочные и драгоценные камни. Но во второй половине XIX и в первой половине XX в. состав этой базы претерпел очень большие изменения.

Они коснулись топливных полезных ископаемых. Началось широкое использование ископаемых углей, хотя их и задолго до этого добывали непромышленными способами. То же относится и к нефти. Известно, что природный битум использовали еще тысячелетие назад, но первые примитивные нефтяные скважины появились только в XVII в., а начало промышленной добыче было положено лишь в середине XIX в., причем почти одновременно в Польше, Румынии, России и США. В середине того же XIX в. был получен металлический уран, а добычу урановой руды – главным образом для извлечения радия – стали осуществлять уже в начале XX в.

Изменения коснулись и рудных полезных ископаемых. В первую очередь это относится к алюминию. Запасы бокситов были впервые обнаружены в начале XIX в. на юге Франции у местечка Бокс (отсюда и их название). В середине того же века была разработана технология промышленного получения этого металла. Но массовое его производство и применение началось уже в XX в. Примерно такие же вехи отмечают «родословную» марганца, хрома (от греч. «хромос» – цвет), никеля, ванадия, вольфрама, молибдена, магния.

Наконец, эти изменения коснулись и нерудных ископаемых – фосфоритов, калийных солей, асбеста, алмазов. Первая «алмазная лихорадка» была отмечена в Бразилии еще в первой половине XVIII в. Во второй половине XIX в. такие «лихорадки» произошли в Южной Африке и в США (Калифорния). В 1829 г. 14-летний Павел Попов нашел первый алмаз на территории России – на одном из рудников Урала.

Новое количественное и качественное изменение минерально-сырьевой базы человечества началось уже в середине XX в. в связи с научно-технической революцией. Речь идет в первую очередь о «металлах XX века» – титане, кобальте, бериллии, литии, ниобии, тантале, цирконии, германии, теллурии, без которых было бы практически невозможно развитие самых современных производств, в наибольшей степени олицетворяющих нынешний этап НТР.

13. Мировые ресурсы минерального топлива и сырья

Минеральными ресурсами принято называть полезные ископаемые, извлекаемые из недр Земли. В современном хозяйстве используется примерно 200 различных видов минерального топлива и сырья. Классификации их могут быть различными. Наиболее широко распространена классификация на основе технического использования ресурсов, при которой выделяют топливные, металлические, технические ресурсы и строительные материалы. Применяется также генетическая классификация, в основу которой положены возраст и особенности происхождения; при этом обычно выделяют ресурсы докембрийской, нижнепалеозойской, верхнепалеозойской, мезозойской и кайнозойской геологических эпох. Мировые ресурсы минерального топлива и сырья периодически оценивают и переоценивают на сессиях Мирового энергетического совета (ранее – Мировой энергетической конференции), горных, геологических, нефтяных, газовых и других конгрессов.

Наибольшее внимание традиционно привлекают топливные ресурсы. Их принято учитывать по двум главным категориям – общегеологических и разведанных (достоверных, доказанных, подтвержденных) ресурсов. В пределах земной суши они распределяются довольно неравномерно. Так, по оценкам конца 1990-х гг., первое и второе места по их запасам делят между собой регионы СНГ и Азиатско-Австралийский. На третьем месте находится Северная Америка, а далее идут Ближний и Средний Восток, зарубежная Европа, Африка и Латинская Америка. Естественно также, что регионы различаются и по структуре своих топливных ресурсов. В целом в мире на долю угля приходится 70–75 % всех топливных ресурсов (в условном топливе), а остальная часть примерно поровну распределяется между нефтью и природным газом. При этом в Европе, например, доля угля составляет 90 %, а на Ближнем и Среднем Востоке, напротив, 100 % приходится на ресурсы нефти и природного газа.

Уголь широко распространен в земной коре: известно более 3,6 тыс. его бассейнов и месторождений, которые в совокупности занимают 15 % земной суши. Как общие, так и разведанные запасы угля намного больше запасов нефти и природного газа. В 1984 г. на XXVII сессии Международного геологического конгресса общие мировые угольные ресурсы были оценены в 14,8 трлн т (в том числе 9,4 трлн т каменного и 5,4 трлн т бурого угля), а во второй половине 1990-х гг. в результате разного рода переоценок и перерасчетов – в 5,5 трлн т (в том числе 4,3 трлн т каменного и 1,2 трлн т бурого угля).

Однако гораздо чаще в научно-справочной, да и в учебной литературе говорят о разведанных запасах, доступных для разработки при существующих технических и экономических критериях использования. Еще в 1984 г. они были оценены в 1,2 трлн т, а в начале 2004 г. – примерно в 1 трлн т. По разведанным запасам угля крупные регионы следуют в таком порядке: Северная Америка, СНГ, зарубежная Азия, зарубежная Европа, Австралия и Океания, Африка, Латинская Америка. При определении ранжира отдельных стран также обычно пользуются данными о разведанных запасах (табл. 12).

Анализ таблицы 12 показывает, во-первых, что на США, Китай и Россию приходится более 1/2 всех мировых разведанных запасов угля, и, во-вторых, что в составе первой десятки стран по запасам угля экономически развитые страны значительно преобладают над развивающимися.

Всего угольные ресурсы разведаны в 83 странах мира. Геологические закономерности их распределения по территории земной суши изучали многие ученые. Академик П. И. Степанов еще в 1937 г. установил минимумы и максимумы угленакопления, связанные с особенностями конкретных геологических эпох, с их палеогеографической обстановкой. Затем эти подсчеты неоднократно уточняли. Согласно современным представлениям, 47 % всех угольных ресурсов приходится на отложения палеозоя, 37 – мезозоя и 16 % – кайнозоя. В том числе из отдельных геологических периодов максимумы угленакопления приходятся на пермь, карбон и мел, в меньшей мере – на юру, неоген и палеоген. В Европе резко преобладают карбоновые и палеоген-неогеновые угли, в Азии – пермские.

Таблица 12

ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО РАЗВЕДАННЫМ ЗАПАСАМ УГЛЯ

Таблица 13

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗВЕДАННЫХ ЗАПАСОВ НЕФТИ ПО КРУПНЫМ РЕГИОНАМ

Нефть распространена в земной коре еще более чем уголь: геологи выявили примерно 600 нефтегазоносных бассейнов и обследовали около 400 из них. В результате реально перспективные на нефть (и природный газ) территории занимают, по разным оценкам, от 15 до 50 млн км². Однако мировые ресурсы нефти значительно меньше угольных.

Это относится к общегеологическим ресурсам, оценки которых обычно колеблются в пределах от 250 до 500 млрд т. Иногда, правда, они поднимаются до 800 млрд т, но в этом случае учитывается не только обычная, но и так называемая тяжелая нефть, содержащаяся в битуминозных песках и нефтяных сланцах, которая в промышленных масштабах пока практически не освоена. В еще большей степени это относится к разведанным (доказанным) запасам нефти, хотя они и обнаруживают постоянный и довольно устойчивый рост. К началу 2007 г. мировые разведанные запасы нефти составили 192,5 млрд т.

Распределение разведанных запасов нефти по крупным регионам мира показано в таблице 13.

Такое распределение (табл. 13) сложилось постепенно. Оно не раз изменялось по мере открытия крупнейших нефтегазоносных бассейнов в Юго-Западной Азии, в Северной и Западной Африке, в зарубежной Европе (Североморский), в Латинской Америке, а также в СССР (Волго-Уральский, Западно-Сибирский) (рис. 0). Но даже среди них на первое место выдвинулись богатейшие нефтегазоносные бассейны, расположенные в провинции бассейна Персидского залива, в которую входит акватория этого залива и прилегающие части Аравийского полуострова и Иранского нагорья. При разведанных запасах, равных почти 100 млрд т, одна эта провинция концентрирует более ¹/₂ мировых запасов, образуя, как иногда говорят, главный полюс нефтегазоносности всей нашей планеты. В значительной мере это связано с тем, что здесь находится половина из 30 известных в мире гигантских (уникальных) нефтяных месторождений, т. е. таких, которые имели первоначальные запасы более 500 млн и даже свыше 1 млрд т (самые большие из них – Гавар в Саудовской Аравии, Ага-Джари в Иране и Эль-Буркан в Кувейте).

Хотя нефтяные месторождения (всего их 50 тыс.) ныне известны в 102 странах, сверхконцентрация нефтяных ресурсов в провинции Персидского залива предопределяет и первую десятку стран по разведанным запасам нефти, состав которой демонстрирует таблица 14.

С конца 80-х гг. XX в. в мире наблюдается относительно новая тенденция увеличения разведанных запасов нефти. Она заключается в том, что рост этих запасов ныне происходит не столько путем открытия новых нефтегазоносных бассейнов, сколько благодаря дополнительному бурению на уже действующих месторождениях. В качестве примеров такого рода можно привести Саудовскую Аравию, Венесуэлу, да и многие другие страны. Хотя, конечно, в мире продолжают открывать новые нефтяные бассейны как на суше, так и в морских акваториях (Прикаспий и Каспийское море).

Природный газ распространен в природе в свободном состоянии – в виде газовых залежей и месторождений, а также в виде «газовых шапок» над нефтяными месторождениями (попутный газ). Используются также газы нефтяных и угольных месторождений.

Таблица 14

ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО РАЗВЕДАННЫМ ЗАПАСАМ НЕФТИ

Рис. 9. Крупнейшие нефтегазоносные бассейны мира

Общегеологические ресурсы природного газа в различных источниках оцениваются от 300 трлн м³ до 600 трлн и выше, но наиболее распространена оценка в 400 трлн м³. Разведанные (доказанные) запасы природного газа к 2004 г. достигли 175 трлн м³. Их распределение по крупным регионам мира и ведущим странам показывают таблицы 15 и 16.

Таблица 15

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗВЕДАННЫХ ЗАПАСОВ ПРИРОДНОГО ГАЗА ПО КРУПНЫМ РЕГИОНАМ

Таблица 16

ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО РАЗВЕДАННЫМ ЗАПАСАМ ПРИРОДНОГО ГАЗА

Анализ таблицы 16 показывает, что 27 % мировых разведанных запасов природного газа приходится на Россию (ее общегеологические запасы оцениваются в 215 трлн м³). Из имеющихся в мире 20 гигантских газовых месторождений с начальными запасами более 1 трлн м³ на территории России находятся 9. В их числе крупнейшее в мире Уренгойское, а также Ямбургское, Бованенковское, Заполярное, Медвежье и Харасовейское расположены в пределах Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции (табл. 1 7).

Таблица 17

КРУПНЕЙШИЕ ГАЗОВЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ МИРА

* Морское месторождение.

** В стадии освоения.

Уран очень широко распространен в земной коре. Однако экономически выгодно разрабатывать только те его месторождения, которые содержат не менее 0,1 % полезного компонента: в таком случае получение 1 кг урановых концентратов обходится менее чем в 80 долл. По данным Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), в начале XXI в. разведанные (подтвержденные) запасы урана, доступные для извлечения по такой цене, оценивались в 3,3 млн т. Они сосредоточены примерно в 600 месторождениях на территориях 44 стран мира.

Первое место в мире по разведанным запасам урана занимает Австралия. Далее с незначительным отрывом следует Казахстан. Третье место принадлежит Канаде. На долю этих трех государств приходится 1/2 мировых запасов урана. Кроме них, в первую десятку стран по разведанным запасам урана входят также (в порядке убывания) ЮАР, Бразилия, Намибия, Россия, Узбекистан, США и Нигер.

Металлические (рудные) ресурсы также широко распространены в земной коре. В отличие от топливных, генетически всегда связанных с осадочными отложениями, рудные залежи встречаются в отложениях как осадочного, так и в еще большей мере кристаллического происхождения. Территориально они также нередко образуют целые пояса рудонакопления, иногда такие гигантские, как Альпийско-Гималайский или Тихоокеанский.

Наиболее широко представлены в земной коре руды железа и алюминия.

Общегеологические запасы железных руд, по разным оценкам, составляют около 350 млрд т, а разведанные – 150 млрд т. Хотя эти запасы известны почти в 100 странах, основная их часть концентрируется в сравнительно немногих из них (табл. 18).

Таблица 18

ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО РАЗВЕДАННЫМ ЗАПАСАМ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД

Кроме стран, включенных в таблицу 18, значительными запасами железных руд обладают также Канада, Франция, Венесуэла, Великобритания.

Бокситы – главное алюминиевосодержащее сырье, состоящее в основном из гидроокислов алюминия. Месторождения их находятся в осадочных породах и большей частью связаны с участками коры выветривания, причем расположенными в пределах тропического и субтропического климатических поясов. В число главных бокситоносных провинций входят Средиземноморская в Европе, Гвинейская в Африке, Карибская в Латинской Америке и Северо-Австралийская. Общегеологические ресурсы бокситов обычно оценивают примерно в 250 млрд т, а разведанные их запасы – в 20–30 млрд т. Наибольшими запасами бокситов обладают страны: Гвинея, Австралия, Бразилия, Ямайка, Индия, Китай, Гайана, Суринам. Содержание глинозема в бокситах примерно такое же, как железа в железных рудах, поэтому запасы бокситов, как и запасы железных руд всегда оценивают по руде, а не по ее полезному компоненту.

Совсем иначе обстоит дело с рудами других черных, цветных и легирующих металлов. Поскольку содержание металла в них обычно очень невелико (от 1 до 10 % и меньше), их запасы всегда оценивают не по руде, а по содержащемуся в ней металлу. При этом мировые разведанные запасы хромовых и марганцевых руд составляют 5–6 млрд т, меди, цинка, свинца – от 100 млн до 600 млн, а олова, вольфрама, молибдена, кобальта – от 1 млн до 10 млн т.

Среди нерудных полезных ископаемых большими размерами запасов выделяются поваренная и калийная соли, фосфориты, сера.

Статистические источники позволяют сравнить минерально-сырьевой потенциал экономически развитых стран Запада, развивающихся стран и стран с переходной экономикой. Странам Запада принадлежит первое место по разведанным запасам золота, марганцевых и хромовых руд, а также урана, свинца и цинка. Доля развивающихся стран особенно велика в запасах нефти (более 80 %), бокситов (77 %), олова и алмазов (60–65 %), а также меди (53 %). Страны с переходной экономикой выделяются большими запасами природного газа и железной руды (50 %). Примерно в равной пропорции все три группы стран обладают запасами никеля, молибдена, серебра.

Из стран с переходной экономикой наиболее богаты минеральным топливом и сырьем Россия, Казахстан и Украина.

По подсчетам Министерства природных ресурсов РФ, потенциальную валовую стоимость российских недр ныне оценивают в 28 трлн долл. (в том числе на природный газ приходится 32 %, на уголь – 23, на нефть – 16, на руды металлов – 14 %). Бесспорно, что ресурсный потенциал России огромен¹. Однако уже само его пространственное размещение – преимущественно на территориях к востоку от Урала – создает много трудностей из-за экстремальных природных условий, удаленности от главных районов потребления топлива и сырья и морских портов. В результате от 1/3 до 2/3 всех балансовых запасов в условиях рыночной конъюнктуры других стран оказываются нерентабельными.

1 По данным Министерства природных ресурсов Российской Федерации, в стране открыто и разведано около 20 тыс. месторождений полезных ископаемых, из них 37 % введены в промышленное освоение. Крупные и уникальные месторождения (около 5 % общего числа) заключают в себе почти 70°% разведанных запасов и обеспечивают 50 % добычи минерального сырья. Доля России в мировых запасах нефти составляет 9—10 %, природного газа – 27, угля – 16, железа – 37, свинца – 10, цинка – 15, калийных солей – 31 %. По разведанным запасам никеля, золота, серебра, платиноидов, алмазов, некоторых других полезных ископаемых Россия занимает первое – третье место в мире. Однако качество руд полезных ископаемых в целом по России во многих случаях существенно уступает зарубежным аналогам.

Помимо балансовых запасов, Россия обладает крупными прогнозными ресурсами.

Дата добавления: 2014-12-27