Ekonominė geologija ir aplinka
Ekonominė geologija yra geologijos filialas, susijęs su ekonomiškai vertingomis geologinėmis medžiagomis.
Apskritai ekonominė geologija yra susijusi su mineralinių nuosėdų paskirstymu, ekonominiais sumetimais, susijusiais su jų panaudojimu, ir turimų atsargų vertinimu.
Ekonominė geologija yra susijusi su tokiomis medžiagomis kaip brangieji ir netaurieji metalai, nemetaliniai mineralai, iškastinis kuras ir kitos komercinės vertės medžiagos, tokios kaip druska, gipso ir statybinio akmens. Jame naudojami įvairių kitų sričių, ypač geofizikos, struktūrinės geologijos ir stratigrafijos, principai ir metodai.
Ekonominę geologiją ne tik praktikuoja geologai, bet taip pat domina inžinieriai, investavimo bankininkai, aplinkos mokslininkai ir gamtosaugininkai, nes tai yra didžiulis poveikis kasybos pramonei socialiniu ir ekonominiu bei aplinkosaugos požiūriu.
Ekonominės geologijos kilmė ir plėtra:
Ekonominės geologijos samprata yra palyginti nauja, net jei žmonės nuo priešistorinių laikų iš žemės yra išgaunami vertingų metalų ir mineralų. Visiems jų gebėjimams vertinti tokių išteklių vertę vis dėlto, iki šiuolaikinio amžiaus žmonės turėjo mažai mokslinių teorijų, susijusių su jų formavimu ar jų išgavimo priemonėmis.
Pavyzdžiui, graikai manė, kad žemėje esančios metalinių medžiagų venos rodo, kad šios medžiagos buvo gyvos, paliekančios šaknis po medžių. Viduramžių laikų astrologai teigė, kad kiekviena iš „septynių planetų“ (Saulės, Mėnulio ir penkių planetų)
Tuo metu žinoma Žemė valdė vieną iš septynių žinomų metalų - aukso, vario, sidabro, švino, alavo, geležies ir gyvsidabrio -, kuri tariamai buvo sukurta pagal jų atitinkamas „planetas“.
Pirmasis mąstytojas, bandęs peržengti tokias nežinomas (jei įsivaizduojamas) idėjas, buvo vokiečių gydytojas, rašęs po lotynizuotu pavadinimu Georgius Agricola (1494-1555). Apdorojant kalnakasius įvairiomis sąlygomis, Agricola, kurio tikrasis vardas buvo Georgas Baueris, sužavėjo mineralais.
Kaip ir mineralogijos, ir ekonominės geologijos tėvas, Agricola pristatė keletą idėjų, kurios suteikė mokslinį pagrindą Žemės ir jos produktų studijoms. De Ortu et causis Subterraneorum (1546), jis kritikavo visas ankstesnes idėjas dėl rūdų susidarymo, įskaitant anksčiau minėtas graikų ir astrologines sąvokas, taip pat alcheminį įsitikinimą, kad visi metalai susideda iš gyvsidabrio ir sieros.
Vietoj to jis teigė, kad požeminiai skysčiai turi ištirpusių mineralų, kurie, atvėsę, palieka nuosėdas į uolienų įtrūkimus ir tokiu būdu sukelia mineralines venas. Agricolos idėjos vėliau padėjo formuoti šiuolaikines teorijas, susijusias su rūdos nuosėdų susidarymu.
„De Natura Fossilium“ („Fosilijų gamta“, 1546) Agricola taip pat pristatė „iškastinių medžiagų“ klasifikavimo metodą, nes tada buvo žinomi mineralai. „Agricola“ sistema, pagal kurią mineralai skirstomi pagal tokias savybes, kaip spalva, tekstūra, svoris ir skaidrumas, yra šiandien naudojamos mineralinių medžiagų klasifikavimo sistemos pagrindas.
Tačiau iš visų jo kūrinių svarbiausia buvo De re Metallica, kuri per du šimtmečius liko pirmaujantis kalnakasių ir mineralogistų vadovėlis. Šiame monumentiniame darbe jis pristatė daug naujų idėjų, įskaitant koncepciją, kad uolose yra rūdų, kurios yra senesnės nei pačios uolos. Jis taip pat išsamiai ištyrė savo metu naudojamą kasybos praktiką, ir tai buvo ypatingas dalykas, kad XVI a. Kalnakasiai atidžiai saugojo savo komercines paslaptis.
Uolos ir mineralai:
Mūsų žemės plutą sudaro akmenys, kurie savo ruožtu yra mineralų agregatai. Kad medžiaga būtų nurodyta kaip mineralinė rūšis, ji turi būti randama gamtoje ir būti neorganinės kilmės. Ji turi turėti tam tikrą cheminę savybę ir savitą atomų formavimąsi.
Akmenys:
Rokas - tai mineralų arba organinių medžiagų, kurios gali būti konsoliduotos arba nekonsoliduotos, suvestinė. Akmenys yra trijų skirtingų tipų: dantenų, susidariusių išlydytų mineralų kristalizacijos būdu, kaip vulkane; nuosėdos, paprastai susidarančios nusodinant, sutankinant arba cementuojant klimatą; ir metamorfinis, susidaręs keičiant iš anksto egzistuojančią uolą. Paprastai iš organinių medžiagų pagaminti uolienai yra nuosėdos, pavyzdžiui, anglis.
Uolos turėjo ekonominę reikšmę nuo laiko, kol „ekonomika“, kaip žinome, egzistavo - laikas, kai nieko pirkti ir nieko parduoti. Šis laikas, žinoma, būtų akmens amžius, kuris praktiškai tęsiasi nuo žmogaus rūšies pradžios ir sutampa su civilizacijos pradžia prieš maždaug 5 500 metų. Šimtus tūkstančių metų, kai akmuo buvo pažangiausia įrankių gamybos medžiaga, žmonės sukūrė daugybę akmeninių prietaisų ugniai, peilių galandimui, gyvūnų (ir kitų žmonių) žudymui, maistui ar gyvūnų odai pjauti ir pan.
Akmens amžius, tiek populiarioje vaizduotėje, tiek (su tam tikra kvalifikacija) faktiniame archeologiniame fakte, buvo laikas, kai žmonės gyveno urvuose. Nuo to laiko, žinoma, žmonės paprastai išvyko iš urvų, nors egzistuoja išimtys, kaip 2001 m. Jungtinių Valstijų kariuomenė bandė medžioti teroristus Afganistano urvuose.
Bet kokiu atveju žmogiškasis pririšimas prie akmens gyvenamųjų patalpų tapo kitokia forma, pradedant piramidėmis ir tęsiant per šiandienos mūro namus. Rokas taip pat nėra statybinė konstrukcinė medžiaga, kaip gipso sienų lentos, skalūnų stalviršių, marmuro apdailos ir žvyro pėsčiųjų takų naudojimas. Ir, žinoma, statyba yra tik viena iš daugelio programų, į kurias nukreipiami akmenys ir mineralai, kaip matysime.
Metalai:
Iš visų žinomų cheminių elementų 87, arba apie 80 proc., Yra metalai. Pastaroji grupė yra blizgus arba blizgus išvaizda ir kaliojo ar kaliojo, o tai reiškia, kad jie gali būti formuojami į skirtingas formas, jų nesulaužant. Nepaisant jų lankstumo, metalai yra itin patvarūs, turi aukštus lydymosi ir virimo taškus ir yra puikūs šilumos ir elektros laidininkai. Kai kurie registruojasi aukštai Mohs kietumo skalėje.
Mineralai:
Kadangi yra tik 87 metalo rūšys, yra apie 3700 rūšių mineralinių medžiagų. Metalai ir mineralai labai sutampa, tačiau šis persidengimas toli gražu nėra baigtas: daugelis mineralinių medžiagų yra nemetaliniai elementai, pvz., Deguonis ir silicis. Mineralas yra gamtoje esanti medžiaga, todėl negali būti sukurta dirbtinai, yra neorganinė, turi cheminę sudėtį ir turi kristalinę vidinę struktūrą.
Terminas „organinis“ neapsiriboja tik biologinės kilmės medžiagomis; greičiau jis apibūdina bet kurį junginį, kuriame yra anglies, išskyrus karbonatus (kurie yra mineraliniai) ir oksidus, tokius kaip anglies dioksidas arba anglies monoksidas.
Faktas, kad mineralas turi būti nevienodos sudėties, apriboja mineralų naudojimą beveik vien tik su elementais ir junginiais, ty cheminėmis medžiagomis, kurios negali būti chemiškai skaidomos, kad gautų paprastesnes medžiagas arba chemines medžiagas, susidarančias cheminiu elementų jungimu. Tik keliomis labai specifinėmis aplinkybėmis natūraliai randami lydiniai arba metalų mišiniai, laikomi mineralais.
Mineralai klasifikuojami į aštuonias pagrindines grupes pagal jų cheminę sudėtį:
Sitie yra:
i. Gimtoji dalis
ii. Sulfidai
iii. Oksidai ir hidroksidai
iv. Halidai
v. Karbonatai, nitratai, boratai, jodatai
vi. Sulfatai, chromatai, molibdatai, volframatai
vi. Fosfatai, arsenatai, vanadatai
vii. Silikatai
Pirmoji grupė, vietiniai elementai, apima metalinius elementus, kurie atrodo grynoje formoje kažkur ant žemės; tam tikri metalo lydiniai, minimi anksčiau; metaliniai ir nemetaliniai elementai, taip pat vietiniai nemetalai, pusiau metalai ir mineralai. Vietiniai elementai, kartu su šešiomis klasėmis, kurios seka juos šiame sąraše, yra bendrai vadinami nesiliktais, terminas, pabrėžiantis aštuntosios grupės svarbą.
Didžioji dauguma mineralinių medžiagų, įskaitant ir gausiausius, priklauso silikatų klasei, kuri yra pastatyta aplink elemento silicį. Kaip ir anglis gali sudaryti ilgas atomų eilutes, ypač kartu su vandeniliu (kaip vėliau aptariame iškastinio kuro kontekstą), silicis taip pat sudaro ilgas eilutes, nors jo „pasirinktas partneris“ paprastai yra deguonis, o ne vandenilis . Kartu su deguonimi silicis, vadinamas metaloidu, nes jis pasižymi metalų ir nemetalų savybėmis, sudaro nuostabų gamtos ir žmogaus sukurtų gaminių asortimentą.
Mineralai gali būti klasifikuojami pagal jų naudojimą pramonėje taip:
a) Metaliniai mineralai: geležies grupė. Jie apima mineralus, tokius kaip geležis, chromitas, manganas ir nikelis.
b) Metaliniai mineralai: spalvotųjų metalų grupė. Juose yra vario, švino, cinko, volframo, aliuminio, vanadžio ir kt.
c) Nemetaliniai mineralai. Jie yra žėrutis, steatitas, asbestas ir kiti.
d) Ugniai atsparūs mineralai. Jie naudojami kaip atsparūs karščiui krosnyse ir formose. Tai chromitas, magnezitas, kianitas, fireclays, sillimanitas ir grafitas.
e) trąšų mineralai, pvz., gipso, roko fosfato ir pirito.
f) mineraliniai degalai, tokie kaip anglis, nafta, gamtinės dujos ir branduoliniai mineralai.
Šalies ekonominį vystymąsi lemia mineralų prieinamumas. Mineralai sudaro pagrindą kelioms didelėms pramonės šakoms. Žemės ūkiui įtakos turi ir mineralų, esančių trąšomis, prieinamumas.
Angliavandeniliai:
Kaip minėta anksčiau, ekonominė geologija yra sutelkta į akmenis ir mineralus, ir, antra, iškastinį kurą. Fosilinis kuras gali būti apibrėžiamas kaip kuras (ypač anglis, nafta ir dujos), gaunamas iš organinių medžiagų, kurios patyrė skilimą ir cheminį pakitimą esant aukštam slėgiui.
Atsižvelgiant į tai, kad išgaunama iš organinių medžiagų, visi iškastiniai degalai yra anglies pagrindu, o būtent jie yra pagaminti aplink angliavandenilius - cheminius junginius, kurių molekulės sudaro ne anglies ir vandenilio atomai.
Teoriškai galimų angliavandenilių skaičiaus ribos nėra. Anglis susidaro kaip akivaizdžiai neribotos molekulinės formos, o vandenilis yra ypač universalus cheminis partneris. Angliavandeniliai gali sudaryti tiesias grandines, šakotas grandines arba žiedus, o rezultatas - tai įvairūs junginiai, kurie skiriasi nuo jų makiažo elementų arba netgi (kai kuriais atvejais) pagal skirtingų atomų skaičių kiekvienoje molekulėje, o pagal struktūrą. molekulės.
Ekonominės geologijos realaus gyvenimo programos:
Iškastinis kuras:
Organinės medžiagos, suskaidytos kuriant iškastinio kuro angliavandenilius, daugiausia atsiranda dinozaurų ir priešistorinių augalų, nors taip pat lengvai galėjo kilti iš kitų organizmų, kurie ilgą laiką ir seniai mirė dideliais kiekiais. Siekiant sudaryti naftą, turi būti labai didelis organinių medžiagų kiekis, nusodintas kartu su nuosėdomis ir palaidotas daugiau nuosėdų. Sukauptos nuosėdos ir organinės medžiagos vadinamos šaltinio uoliena.
Tai, kas vyksta po šios medžiagos kaupimo, yra kritinė ir labai priklauso nuo šaltinio roko pobūdžio. Svarbu, kad organinė medžiaga, pavyzdžiui, didžiulis skaičius dinozaurų, mirusių prieš maždaug 65 milijonus metų masinio išnykimo, nebūtų leidžiama tik puvinėti, kaip tai įvyktų aerobinėje ar deguonies turinčioje aplinkoje. Vietoj to, organinė medžiaga patenka į angliavandenilius dėl anaerobinio cheminio aktyvumo arba aktyvumo, kuris vyksta be deguonies.
Gera šaltinio uoliena šiam transformavimui yra skalūnas arba kalkakmenis, jei konkrečios uolienos sudaro nuo 1 iki 5 proc. Organinės anglies. Šaltiniai turi būti pakankamai gilūs, kad slėgis šildytų organinę medžiagą, bet ne taip giliai, kad slėgis ir temperatūra sukeltų akmenis metamorfizmu arba transformuotų juos į grafitą arba kitas angliavandenilių versijas. Temperatūra iki 150 ° C yra optimali naftos gamybai.
Sukūrus naftą, iš šaltinio roko pamažu pereina į rezervuaro uolą ar uolą, kurioje jos porose yra naftos. Geras rezervuaro uostas yra tas, kuriame porų erdvė sudaro daugiau kaip 30 procentų uolienos tūrio. Tačiau uola turi būti užplombuota kitu akmeniu, kuris yra daug mažiau akytas; iš tiesų, užsandarinimo ar dangtelio uolienui, kaip jis vadinamas, pirmenybė teikiama praktiškai nepralaidžiajam akmeniui. Taigi geriausias ruonių formavimo uolienos tipas yra pagamintas iš labai mažų, glaudžiai susietų nuosėdų dalių, pavyzdžiui, skalūnų. Toks uola yra pajėgi išlaikyti naftą milijonus metų, kol jis bus paruoštas atradimui ir naudojimui.
Žmonės žinojo apie naftą iš priešistorės, paprasčiausiai dėl to, kad Žemėje buvo vietų, kuriose jis tiesiog pažvelgė iš žemės. Tačiau šiuolaikinė naftos gręžimo era prasidėjo 1853 m., Kai amerikietis advokatas George Bissell (1821-1884) pripažino savo potencialą naudoti kaip lempų kurą. Jis pasamdė „pulkininką“ Edviną Drake (1819–1880 m.), Kad prižiūrėtų naftos gręžinių gręžimą Titusvilyje, Pensilvanijoje ir 1859 m. Gimė legendos „Wack“ auksas “, apie turtus, kuriuos reikia padaryti gręžiant skyles žemėje.
Po vidaus degimo variklio vystymosi ir plačiai paplitusios XIX a. Dalies ir XX a. Pradžios dalies, susidomėjimas nafta tapo daug intensyvesnis, o šuliniai išaugo visame pasaulyje. Sumatra, Indonezija davė naftą iš savo pirmųjų šulinių 1885 m., O 1901 m. Sėkmingas gręžimas prasidėjo Teksase - daugelio Teksaso dydžio turtų šaltinis. Ankstyvoji šiandien žinoma kompanijos „British Petroleum“ forma (BP) 1908 m. Persijoje (dabar Iranas) atrado pirmąjį Artimųjų Rytų naftą. Per ateinančius 50 metų labai pasikeitė šio regiono ekonominė svarba ir perspektyvos.
Didžioji automobilių nuosavybės plėtra, prasidėjusi po pirmojo pasaulinio karo (1914–1918 m.) Ir pasiekusi dar didesnį aukštį po Antrojo pasaulinio karo (1939–1945 m.), Padidėjo naftos vertė ir svarba. Naftos pramonė sparčiai augo, todėl daugelis geologų rado darbą sektoriuje, kuris pasiūlė daug daugiau naudos nei universitetų ar vyriausybės pozicijos. Šiandien geologai padeda savo darbdaviams surasti naftos atsargas, o ne lengva užduotis, nes tiek daug kintamųjų turi sudaryti gyvybingą naftos šaltinį. Atsižvelgiant į naujų naftos gręžinių gręžimo išlaidas, kurios gali siekti iki 30 milijonų JAV dolerių ar daugiau, akivaizdu, kad vertinant naftos paieškos galimybes svarbu atlikti gerus sprendimus.
Naftos pramonė susidūrė su aplinkosaugos problemomis, susijusiomis su gręžimo poveikiu (daugelis jų vyksta atviroje jūroje, į vandenyną įterptose platformose); galimus biologinius pavojus, susijusius su išsiliejimu, pvz., 1989 m., susijusį su Exxon Valdez; ir poveikis anglies monoksido ir kitų šiltnamio efektą sukeliančių dujų, susidarančių deginant vidaus degimo variklius, atmosferai. Dar labiau susirūpinta dėl JAV priklausomybės nuo naftos šaltinių užsienio šalyse (kai kurios iš jų yra atvirai priešiškos Jungtinėms Valstijoms) ir dėl galimo išteklių mažėjimo.
Esant dabartiniam vartojimo lygiui, maždaug 2040 m. Apskaičiuota, kad naftos atsargos bus išnaudotos, tačiau atsižvelgiama tik į rezervus, kurie šiandien yra perspektyvūs. Kadangi tyrinėjimas tęsiamas, gali būti panaudota daugiau išteklių. Tačiau ilguoju laikotarpiu reikės sukurti naujas priemones pramoniniam pasauliui aprūpinti, nes nafta yra neatsinaujinantis išteklius: tik tiek daug jo yra po žeme, ir, kai ji išnyksta, ji nebus pakeista milijonus metų (jei apskritai).
Naftos chemijos produktai:
Pati nafta yra žaliava, iš kurios gaunama daugybė produktų, bendrai vadinamų naftos chemijos produktais arba naftos dariniais. Per procesą, vadinamą frakciniu distiliavimu, pirmiausia išsiskiria mažiausią molekulinę masę turinčios naftos chemijos medžiagos, o aukštesnėje temperatūroje - didesnės masės?
Silicis, silikatai ir kiti junginiai:
Lygiai taip pat, kaip anglis yra didžiulio angliavandenilių pasaulio centre, todėl silicis yra vienodai svarbus neorganinėms medžiagoms, pradedant nuo smėlio arba silicio (Si0 2 ) iki silikono (labai universalus silicio pagrindų produktų rinkinys), į akmenis, žinomus kaip silikatai.
Silikatai yra keletas gerai žinomų mineralinių tipų, įskaitant granatą, topazą, cirkoną, kaolinitą, talkas, žėručius ir du gausiausius žemės, laukinių špicų ir kvarco mineralus. (Atkreipkite dėmesį, kad dauguma čia vartojamų terminų yra susiję su mineralų grupe, o ne su vienu mineralu.) Pagaminta iš junginių, susidarančių aplink silicį ir deguonį ir apimanti įvairius metalus, tokius kaip aliuminis, geležis, natris ir kalis. 30 proc. visų mineralų. Taigi jie pasirodo viskas nuo brangakmenių iki statybinių medžiagų; vis dėlto jie toli gražu nėra vieninteliai svarbūs produktai, kurių pagrindą sudaro silicis.
Silikonas ir kiti junginiai:
Silikonas nėra mineralinis; tai yra sintetinis produktas, dažnai naudojamas kaip organinių aliejų, tepalų ir gumos pakaitalas. Užuot prijungę prie deguonies atomų, kaip ir silikate, silikono silicio atomai prijungiami prie organinių grupių, ty molekulių, turinčių anglies. Silicio aliejus dažnai naudojamas vietoj organinių naftos kaip tepalas, nes jie gali atlaikyti didesnius temperatūros pokyčius.
O dėl to, kad kūnas toleruoja silikono implantų įvedimą geriau nei ekologiški, silikonai naudojami ir chirurginiuose implantuose. Silikoniniai kaučiukai atsiranda viskas nuo šokiruojančių rutulių iki kosminių transporto priemonių, o silikonai taip pat yra elektros izoliatoriuose, rūdžių prevencijos, audinių minkštinimo priemonėse, plaukų purškimuose, rankų kremuose, baldų ir automobilių blizginimo priemonėse, dažuose, klijuose ir net kramtomoje guma.
Net šis sąrašas neišnaudoja daugelio silicio panaudojimo būdų, kurie (kartu su deguonimi) sudaro didžiąją Žemės plutos masės dalį. Dėl pusiau metalo savybių silicis naudojamas kaip puslaidininkis.
Kompiuterių lustai yra mažos grynos silicio griežinėliai, išgraviruoti su net pusę milijono mikroskopinių ir sudėtingai sujungtų elektroninių grandinių. Šie lustai valdo įtampas naudodami dvejetainius kodus, kurių 1 reiškia „įtampa įjungta“, o 0 reiškia „įtampa išjungta“. Šiais impulsais silicio žetonai atlieka daugybę skaičiavimų per kelias sekundes - skaičiavimus, kurių metu žmonės imtųsi valandų ar mėnesių ar net metų .
Poringa silicio gelio pavidalo silicio dioksido forma sugeria vandens garus iš oro ir dažnai yra pakuojama kartu su drėgmei jautriais produktais, pvz., Elektronikos komponentais, kad jie būtų sausi. Silicio karbinas, labai kieta kristalinė medžiaga, pagaminta lydant smėlį su koksu (beveik grynu anglies sluoksniu) esant aukštai temperatūrai, naudojama kaip abrazyvinė medžiaga.
Rūdos:
Rūda yra akmuo arba mineralinė medžiaga, turinti ekonominę vertę. Tačiau tikslesnis apibrėžimas apimtų būdvardį „metalinis“, nes ekonomiškai vertingi mineralai, kuriuose nėra metalų, paprastai laikomi atskiromis kategorijomis - pramoniniais mineralais. Iš tiesų galima teigti, kad ekonominės geologijos interesai yra suskirstyti į tris sritis: rūdas, pramoninius mineralus ir kurą, apie kurį jau kalbėjome.
Panašu, kad žodis „rūda“ primena vieną iš seniausių pasaulyje žinomų metalų ir tikriausiai pirmoji priešistorinių metalurgų medžiaga: auksas. Netgi Ispanijos žodis „auksas“, oro, siūlo ryšį. Kai po maždaug 1500 metų į Naująjį pasaulį atvyko iš Ispanijos užkariautojai, oro buvo jų nutukimas, ir buvo pasakyta, kad Ispanijos užpuolikai Meksikoje surado kiekvieną aukso ar sidabro rūdos dalį, esančią žemės paviršiuje. Tačiau XVI a. Kalnakasiams trūksta žinių, kurios šiandien padeda geologams rasti rūdos nuosėdas, kurios nėra ant paviršiaus.
Rūdų paieška ir išgavimas:
Šiuolaikinis metodas naudoja patirtį, įgytą iš patirties. Kaip ir Agricolos dieną, didžioji dalis kasybos bendrovės turimų turtų yra informacijos apie geriausius iš kietosios žemės medžiagų ieškojimo ir išieškojimo būdus. Kai kurie paviršiaus geocheminiai ir geofiziniai rodikliai padeda nukreipti rūdos ieškančius geologus ir kalnakasius. Taigi iki to laiko, kai įmonė ieško rūdos, daroma nemažai tiriamųjų darbų. Tik tuomet galima nustatyti indėlių vertę, kuri gali būti tik mažai ekonominio intereso mineralai.
Apskaičiuota, kad kubinių mylių (1, 6 km 3 ) vidurkio uolienoje yra apie 1 trilijoną dolerių vertės metalų, kurie iš pradžių skamba daug žadantis, kol matematika nebus atlikta. Trilijono dolerių yra daug pinigų, bet 1 kub. mi. (lygus 5 280 x 5 280 x 5 280 pėdų, arba 1 609 km 3 ) taip pat yra daug vietos. Rezultatas - 1 kub. ft. (0, 028 m 3 ) vertas tik apie 6, 79 USD. Bet tai yra vidutinė kubinių pėdų vidutinė kubinių mylių roko dalis, ir nė viena kalnakasybos bendrovė net nesvarstys bandymo ištraukti metalų iš vidutinio žemės. Greičiau gyvybingas rūda atsiranda tik tose vietovėse, kuriose buvo atlikti geologiniai procesai, kurie metalus koncentruoja taip, kad jų gausa paprastai yra daug šimtų kartų didesnė nei ji būtų žemėje kaip visuma.
Rūdoje yra kitų mineralinių medžiagų, vadinamų gangue, kurios neturi jokios ekonominės vertės, bet yra tarsi ženklas, kad rūda randama šiame regione. Pavyzdžiui, kvarco buvimas gali pasiūlyti aukso indėlius. Rūdos gali atsirasti kraujagyslių, metamorfinių ar nuosėdų nuosėdose, taip pat ir hidroterminiuose skysčiuose. Pastarieji yra iš akmens uolos išskiriami dujų arba vandens pavidalo, kurie ištirpina metalus iš akmenų, per kuriuos jie praeina, o vėliau rūdą deponuoja kitose vietose.
Susidūrę su kasybos pavojais:
Kasyba - tai ne tik rūdos gavybos priemonė, bet ir daugelis pramoninių mineralų ir kuro, pvz., Anglis, yra sunkus darbas, kurį kelia daugybė pavojų. Kalnakasiams kyla trumpalaikiai pavojai, pvz., Urvai, potvyniai arba dujų išleidimas į kasyklą, taip pat ilgalaikiai pavojai, kurie apima tokias su kasyba susijusias ligas, kaip juodąjį plaučius (paprastai anglies pavojus). kalnakasių). Tada yra vien tik psichinis ir emocinis stresas, atsirandantis išleidžiant aštuonias ar daugiau valandų per dieną nuo saulės šviesos, klaustrofobinėje aplinkoje.
Ir, be abejo, iškyla kalnakasybos sukeltas aplinkos stresas - tai ne tik tiesioginis poveikis, kurį sukelia žnyplės iškirpimas Žemės paviršiuje, o tai gali sutrikdyti paviršiaus ekosistemas, tačiau daugybė papildomų problemų, pvz., Teršalų išsiliejimas į vandens stalas. Pamestose kasyklose kyla papildomų pavojų, įskaitant grėsmę nuskurdus, dėl kurių šios vietos ilgainiui tampa nesaugios.
Aukštesni aplinkosaugos ir darbo saugos standartai, nustatyti Jungtinėse Valstijose per paskutinįjį dvidešimtojo amžiaus trečiąjį dešimtmetį, paskatino kasybos darbų pokyčius ir tai, kaip kasyklos yra paliktos, kai darbas baigiamas. Pavyzdžiui, kasybos įmonės bandė naudoti chemines medžiagas ar net bakterijas, kurios gali ištirpinti metalą po žeme ir leisti jį pumpuoti į paviršių, nereikalaujant sukurti tikrųjų požeminių šachtų ir tunelių arba siųsti žmones kalnakasiams dirbti su jais .
Pramoniniai mineralai ir kiti produktai:
Pramoniniai mineralai, kaip minėta anksčiau, yra ne metalo turintys mineraliniai ištekliai, svarbūs ekonominei geologijai. Pavyzdžiui, asbestas - tai bendras terminas daugeliui mineralų, kurie yra labai atsparūs karščiui ir liepsnai; boro junginiai, naudojami karščiui atspariam stiklui, emaliams ir keramikai gaminti; fosfatai ir kalio druskos, naudojamos trąšoms gaminti; ir sieros, naudojamos įvairiuose produktuose, nuo šaltnešių iki sprogmenų iki gryninimo priemonių, naudojamų cukraus gamybai.
Tik vienas pramoninis mineralas, korundas (iš mineralų oksidų klasės) gali turėti daug naudos. Ypač sunku, korundas nesuderinto uolienos pavidalu, paprastai vadinamas šlifuokliu, buvo naudojamas kaip abrazyvas nuo seniausių laikų. Dėl labai aukšto lydymosi taško - netgi didesnio nei geležies - korundas taip pat naudojamas aliuminio oksido gamybai; ugniai atsparus produktas, naudojamas krosnyse ir židiniuose. Nors grynas korundas yra bespalvis, tam tikrų elementų pėdsakai gali duoti ryškių spalvų: todėl korundas su chromo pėdsakais tampa raudonu rubinu, o geležies, titano ir kitų elementų pėdsakai gelsva, žalia ir violetine gama pasižymi raudonais, žaliais ir violetiniais. taip pat pažįstamas mėlynas.
Ekonominės geologijos poveikis aplinkai:
Prieš kelis dešimtmečius dauguma geologų užsiėmė mineralinių išteklių tyrinėjimu ir plėtra. Tačiau ekonominė geologija ir geologijos taikymas miesto aplinkos problemoms lėtai reikalauja vis daugiau geologų paslaugų. Šiandien pakankamas ekonominių geologų skaičius domisi aplinkosaugos problemomis (daugelis jų nėra susietos su kasyba ir yra suinteresuotos geochemija ir naftos gamyba). Jie pritaria minčiai, kad „mineraliniai ištekliai visada bus reikalingi“, tačiau „aplinkosaugos klausimai yra pagrindinis veiksnys, užtikrinantis kasybą“.
Dabar susidomėjimas aplinka yra didesnis nei bet kada anksčiau, ir mes susiduriame su nerimu dėl beveik kiekvieno mūsų kasdienio gyvenimo poveikio aplinkai. Vandenį, dirvožemį, orą ir biologinę aplinką gali labai pakeisti pramoninės visuomenės, kaip mūsų pačių, veikla, be kita ko, taikant mechanizmus, kuriuos kontroliuoja iš esmės geologiniai procesai.
Atliekų šalinimą, žemės užterštumą pramonėje, kasybos, vandens taršos ir net oro kokybės (oro teršalų sklaidos) poveikį daro geologiniai procesai ir reiškiniai, kuriuos kontroliuoja pagrindinių uolienų sudėtis, pasiskirstymas, struktūra ir elgsena . Taigi kasdieninės aplinkos problemos yra labiau ar mažiau paveiktos geologija. Kursų tikslas - pateikti platų šių daugelio ir įvairių aplinkosaugos geologijos aspektų apžvalgą, suteikiant mokslinę pagrindą svarbiausiems aplinkosaugos klausimams suprasti.
Aplinkosaugos problemos yra pagrindinis veiksnys nustatant, ar bus sukurtos ir išgaunamos mineralinės dujos. Dauguma ekonominių geologų ir kasybos bendrovių remia pastangas mažinti aplinkos degradaciją dėl kasybos.
Poveikis aplinkai:
Kasyba, ne mažiau kaip žemės ūkis, visada buvo būtina žmonijos pažangai. Iš tikrųjų dabar mes naudojame daugelį periodinės lentelės elementų. Tačiau, kaip. pernelyg daug gyventojų ir siekti aukštesnio gyvenimo lygio, padidėjo mineralų ir metalų paklausa, išaugo susirūpinimas dėl kasybos ir gręžimo poveikio gamtinėje aplinkoje ir vis labiau akivaizdu, kad Žemės ištekliai nėra neišsenkantys.
1987 m. Ataskaitoje „Mūsų bendra ateitis“ Jungtinių Tautų Pasaulinė aplinkos ir plėtros komisija nurodė, kad pasaulis gamina septynis kartus daugiau prekių nei 1950 m. Komisija pasiūlė „tvarų vystymąsi“, ekonomikos santuoką ir ekologija yra vienintelis praktinis sprendimas, ty augimas, nekenkiant aplinkai.
Daugumoje kasyklų yra įrengta mineralinė perdirbimo įmonė, o daugelyje metalinių kasyklų yra netoliese esanti lydykla. Apskaičiuojant naujų kasybos operacijų poveikio aplinkai vertinimą, turime apsvarstyti šių trijų padarinių poveikį. Terminas „kasyba“ šiuo metu apima visas gavybos operacijas, pvz., Karjerų eksploatavimą. Pagrindinės problemos sritys nagrinėjamos toliau.
Žala žemei:
Apskaičiuota, kad bendras žemės naudojimas kasybai 1976–2000 m. Sudarytų apie 37 000 kvadratinių km, ty apie 0, 2 proc. Žemės paviršiaus. Daugiau išsivysčiusių šalių yra didesnė trikdžių dalis nei mažiau išsivysčiusiose šalyse. Šios žemės atkūrimo laipsnis dabar sparčiai sparčiai didėja, o senosios duobės, buitinės ir kitos atliekos sunaikinamos gerai.
Kiti iškasami plotai buvo paversti gamtos rezervatais ir rekreaciniais parkais. Būsimos kasyklos gali būti mažiau linkusios gaminti atliekų šalinimo vietas, nes dauguma jų yra užpildytos. Tai yra labai reikalinga operacija, nes kiekvienais metais iš žemės plutos įpilama apie 27 000 Mt ne degalų.
Toksiškų medžiagų išsiskyrimas:
Metalai yra svarbūs ne tik naudojimui, bet ir neatsiejama mūsų makiažo bei kitų gyvų organizmų dalis. Tačiau, nors kai kurie metaliniai elementai yra esminiai gyvų organizmų komponentai, jų trūkumai arba jų perteklius gali būti labai žalingi gyvybei. Perteklius gamtinėje aplinkoje gali atsirasti, kai jį įsiskverbia minų vandenys, kurie gali kilti iš pačios kasyklos arba iš atliekų krūvos.
Kai kurie metalai, pvz., Kadmis, gyvsidabris ir metaloidai, pvz., Antimonas, arsenas, kurie daugeliu polimetalinių sulfidų rūdų yra labai dažni ir kurie iš tikrųjų dažnai yra šalutiniai produktai, yra labai toksiški, net ir nedideliais kiekiais, ypač tirpioje formoje kuriuos gali sugerti gyvi organizmai.
Tas pats pasakytina ir apie švino, bet gailestingai tai yra gana nereaguoja, nebent nurijus, ir, laimei, daugelis gamtoje esančių švino mineralų yra netirpūs požeminiame vandenyje. Cianidas jau seniai naudojamas aukso gavybai mineralinių medžiagų perdirbimo įmonėse ir didžiausiame pasaulyje aukso lauke, JAV, Witwaterstrand baseine, dėl cianidavimo proceso yra didelis paviršinio vandens užteršimas kobaltu, manganu, švinu ir cinku. oksidacija rūgščių kasyklų vandenyse. Pati cianidas nėra problema, nes ji susilpnėja esant ultravioletinės šviesos poveikiui šalia paviršiaus sluoksnių. Nepaisant to, išsivysčiusiose šalyse teisės aktuose reikalaujama, kad visose pramonės įmonėse, naudojančiose šią cheminę medžiagą, būtų įsteigtos cianido neutralizavimo įmonės.
Rūgščių kasyklų drenažas:
Rūgštiniuose vandenyse, susidariusiuose esant dabartiniam ar buvusiam kasybos rezultatui, oro, vandens ir bakterijų buvimas oksiduoja sulfidinius mineralus, ypač piritą. Todėl jie gali išsivystyti anglies laukuose ir orefields. Gaminamos supurinės rūgštys ir geležies oksidai. Rūgštis atakuoja kitus mineralus, gamina tirpalus, kurie gali turėti toksiškų elementų, pvz., Kadmio, arseno, į vietinę aplinką. Rūgštinio vandens susidarymas gali vykti kasybos žvalgymo, eksploatavimo ir uždarymo etapuose. Šie vandenys gali kilti iš trijų pagrindinių šaltinių: kasyklos vandens išvalymo sistemos; šalinimo įrenginiai; ir vandens krūvos.
Išmetimas gali sukelti tik nedidelį poveikį, pvz., Vietinį dirvožemio ir srauto spalvos pasikeitimą su nusodintomis geležies oksidais, arba sukelti didelę viso upės sistemos ir žemės ūkio paskirties žemės taršą. Kai kuriose kasybos srityse ši problema yra blogiausia po to, kai buvo uždaryti kasyklų. Taip yra dėl to, kad vandens siurblio atsitraukimas atsiranda po to, kai išmontuojama siurbimo įranga, ir tai tapo neatidėliotina problema britų kopūstuose, kurie buvo ir yra daugiausia požeminės kasyklos, dirbančios su dideliu sieros kiekiu, nes per pastarąjį dešimtmetį kasyklų uždarymas paspartėjo.
Pramoniniai mineralai Pramoniniai mineraliniai darbai daro tokį patį poveikį aplinkai žemės ir požeminio vandens trikdžių, kaip metalo ar anglies kasyba, nors poveikis apskritai yra mažiau pastebimas, nes kasyklos paprastai yra mažesnės ir mažesnės, o paprastai susidaro mažiau atliekų, nes paprastai susidaro mažiau atliekų. rūdos rūšys yra didesnės nei metalo kasyboje.
Taršos pavojus dėl sunkiųjų metalų ar rūgščių vandenų yra nedidelis arba neegzistuoja, o atmosferos tarša, kurią sukelia anglies deginimas arba metalinių rūdų lydymas, yra daug mažiau rimta arba jos nėra. Pramoninių mineralinių medžiagų kasimo darbai dažnai yra artimi aglomeracijoms, tokiu atveju šios žemės skylės gali būti labai vertingos kaip miesto atliekų sąvartynai.
Teisinės priemonės:
Labai reikalingos teisinės kovos su tarša priemonių įgyvendinimo priemonės, nors reikia pažymėti, kad daugelis tarptautinių kasybos bendrovių šiuo metu laikosi griežčiausio savireguliavimo net tose šalyse, kuriose tokie teisės aktai yra nedideli arba jų nėra.
Poveikio aplinkai vertinimas:
Daugelyje šalių dabar privaloma, kad įmonė, siūlydama paraišką dėl leidimo pradėti eksploatuoti mineralinę veiklą, parengtų tokį pareiškimą. Tai apima visus aspektus nuo poveikio augmenijai, klimatui, oro kokybei, triukšmui, gruntiniam ir paviršiniam vandeniui iki siūlomų grunto regeneravimo metodų nutraukiant operaciją. Kai kuriose šalyse turi būti deponuota obligacija, užtikrinanti, kad atsigavimas vyksta.
Šie pareiškimai turi apimti aplinkos būklės potencialaus kasybos srityje įrašus, kai prašoma suteikti leidimą. Bendrovės dabar renka tokius duomenis tiriamojo etapo metu, įskaitant paviršiaus aprašymus ir nuotraukas, geochemines analizes, kuriose matyti metalų foniniai lygiai ir rūgštingumas bei išsami informacija apie florą ir fauną.
Atsižvelgiant į planavimo ir reguliavimo institucijų požiūrį, šios ataskaitos yra pačios veiksmingiausios priemonės, kuriomis siekiama kuo labiau sumažinti žalingą poveikį nuo pat pradžių, tačiau jie taip pat gali būti labai naudingi kūrėjui, nes (i) jie padės gauti planavimo leidimą per trumpiausią laiką. ir (ii) jie dažnai atskleidžia veiklos aspektus, kuriems reikia dėmesio pradžioje, ir tokiu būdu išvengti brangių pokyčių ateityje.
Klaidos ir in situ kasyba:
Daugelis sulfido nuosėdų, ty porfirų, yra uždengtos oksiduotomis rūdomis. Tokie rūdos, jei reikia, gali būti išgaunami jas susmulkinant sprogdinimo būdu, o po to akmenį išpurškiant rūgštinius tirpalus, kad ištirptų tokie metalai kaip varis ir uranas. Metalo guoliai yra pumpuojami į paviršių, o metalai atsinaujina. Galima išnaudoti labai mažos kokybės, mažus ir kitaip ekonomiškai neperspektyvius nuosėdas, o procesą galima panaudoti dideliame gylyje.
„Outlook“:
Tokios priemonės kaip perdirbimas ir pakaitalas bei naujos medžiagų technologijos padės sumažinti mineralinio išnaudojimo poveikį aplinkai, tačiau artimiausioje ateityje privalome ieškoti vis didėjančio visų pramonės atstovų atsakomybės jausmo., ar jie būtų kūrėjai ar reguliatoriai.
Yra daug vilčių, kad tai vyksta: pavyzdžiui, 1992 m. 19 pagrindinių penkių žemynų kasybos korporacijų sujungė tarptautinę metalų ir aplinkos tarybą, kurios kompetencija yra skatinti garso ir vaizdo kūrimą, įgyvendinimą ir suderinimą. aplinkos ir sveikatos politika ir praktika, užtikrinanti saugų metalų gamybą, naudojimą, perdirbimą ir šalinimą.
