Кемеровская область, южная сибирь, россия. Кузнецкий угольный бассейн – бесспорный лидер в России по масштабам добычи угля

Объём и себестоимость добычи в Кузнецком угольном бассейне имеют определяющее значение для данной отрасли российской экономики. В прошлом регион пережил сложные периоды, но сумел восстановить свою роль в обеспечении энергетической безопасности страны.

Общие сведения

Кузнецкий угольный бассейн, расположенный в Кемеровской области, является одним из самых крупных в мире месторождений этого полезного ископаемого. Неофициально этот регион называется Кузбассом. Он обеспечивает около 70 % российского экспорта угля. Кузнецкий бассейн играет заметную роль в экономике страны. Во второй половине прошлого века Советский Союз занимал на мировом рынке позицию ведущего поставщика угля в основном благодаря ресурсам Кузбасса и Донбасса. В современной России Кузнецкий бассейн продолжает сохранять свою стратегическую важность в энергетической сфере. Он является не только крупнейшим, но и самым конкурентоспособным месторождением пользующегося спросом во всём мире горючего ископаемого. Себестоимость добычи в Кузнецком угольном бассейне создаёт ощутимые экономические преимущества и содействует достижению высокой рентабельности в данной отрасли.

В наши дни значение угольной промышленности несколько уменьшилось. На мировой арене Россия заметно уступает в этой сфере новым лидерам: Китаю и США. Тем не менее уровень добычи и запасов угля в Кузнецком угольном бассейне делает его одним из самых важных с точки зрения экономики регионов страны. Вклад Кемеровской области составляет около 12 % суммарных доходов Российской Федерации.

Геологическая история

По мнению учёных, процесс формирования пластов полезного ископаемого на территории Кузбасса начался раньше, чем в любом другом месте на планете. Возникновение первых угольных отложений произошло примерно 350 миллионов лет назад. По оценкам исследователей, геологическая история бассейна насчитывает три эпохи интенсивного накопления горючего ископаемого. Они образовали в общей сложности более 130 пластов угля различного типа. Под тяжестью горных пород толща, содержащая полезное ископаемое, деформировалась и образовала складки.

История освоения

Во времена царствования Петра Первого в Сибирь была отправлена исследовательская экспедиция под руководством немецкого ботаника и картографа Даниэля Мессершмидта. В 1721 году в процессе изучения животного и минерального миров учёный обнаружил наличие в образцах, найденных недалеко от реки Томи. Даниэль Мессершмидт стал первым исследователем, документально зафиксировавшим существование залежей горючего ископаемого в Кузнецком бассейне. Грандиозный масштаб запасов был выяснен только в середине 19 века. В те времена объём добычи в Кузнецком угольном бассейне в год не превышал нескольких тысяч тонн. Отрасль развивалась медленно. В последние годы существования Российской империи этот показатель составлял более миллиона тонн. В период между революцией и Второй мировой войной угольная промышленность пережила бурный рост, став одним из стратегически важных направлений экономики. Ежегодный объём добычи увеличился до 20 миллионов тонн.

Качество

В Кузбассе встречаются угли всех типов. Они имеют разнообразные технологические характеристики. Угли, залегающие вблизи поверхности, содержат сравнительно мало серы. Такой тип горючего ископаемого называется энергетическим и используется в химической промышленности. Особую ценность имеет Он представляет собой высококачественное топливо и широко применяется в металлургии для выплавки чугуна.

Добыча

Разведанные резервы расположенного в Кемеровской области угольного месторождения оцениваются в 700 миллиардов тонн. Средняя глубина шахт составляет около 200 метров, что по мировым меркам считается близким к поверхности уровнем. в Кузнецком угольном бассейне ведётся несколькими способами. Примерно две трети энергоносителя извлекается традиционным подземным методом. В Кузнецком угольном бассейне себестоимость добычи открытым способом является самой низкой. Этот метод отличается не только небольшими затратами, но и сравнительно более безопасными условиями работы.

Основной недостаток открытого способа заключается в нарушениях природной системы, неизбежно происходящих в результате его продолжительного применения. Экологическая ситуация в некоторых частях Кемеровской области официально признана катастрофической. Себестоимость добычи в Кузнецком угольном бассейне подземным способом значительно выше по сравнению с открытым методом разработки. Извлечение горючего ископаемого в карьерах обходится гораздо дешевле. в шахтах наносит меньше вреда окружающей среде, но создаёт серьёзный риск для рабочих.

Самым прогрессивным считается гидравлический способ. Он основан на применении мощных жидкостных струй для транспортировки полезного ископаемого на поверхность. Данный способ отличается высокой производительностью и безопасностью, но только 5 % природных ресурсов в Кузбассе добывается с его помощью.

Перспективы развития

Основная трудность заключается в Себестоимость добычи угля в сочетании с транспортными затратами понижает конкурентоспособность. Кузбасс находится в удалении от потенциальных покупателей, что осложняет логистику. Объём разведанных запасов позволяет в перспективе значительно увеличить добычу, но это требует серьёзных инвестиций.

В недрах Кемеровской области имеются почти все полезные ископаемые, необходимые её предприятиям. Среди них новые месторождения марганца, титана, золота, хрома, редких металлов, различных нерудных полезных ископаемых.

Полезные ископаемые, добываемые на территории Кемеровской области, представлены в табл. 1..

Вид полезного ископаемого	Количество месторождений	Запасы полезного ископаемого, тыс.т	Забалансовые запасы, тыс.т	Месторождение (район, город)
Уголь каменный		11228783	903394	Кузбасс
Уголь бурый		11734	—	Тисульский, Тяжинский р-ны
Железные руды		433989	21596	Таштагольский район
Нефелиновые руды		135959	8186	Тисульский р-н (г.Белогорск)
Полиметаллические руды (Pb,Zn,Cd,Ag,Au)		23375 (руда)	25956 (руда)	Гурьевский р-н (г.Салаир)
Кварциты		204029	—	Яйский р-н (пос.Рудничный)
Известняк флюсовый		667596	—	Гурьевский р-н
Доломит		184260	—	Таштагольский район
Формовочные материалы		8332	—	Ижморский район
Золото рудное		894 (руда)	547 (руда)	Гурьевский, Тисульский р-ны
Золото россыпное (тыс.м 3 /тонн)		18860/7,1	6890/0,8	Гурьевский, Кемеровский, Ижморский, Междуреченский, Ленинск-Кузнецкий, Чебулинский, Тисульский, Таштагольский р-ны
Общераспространенные ПИ (тыс.м 3)		271530
Строит. песок		5076	—	Кемеровская область
Строит. камень		51788	1165	Кемеровская область
ПГС		19996	4700	Кемеровская область
Кирпичное сырье		29446		Кемеровская область
Балластное сырье		137862	3385	Кемеровская область
Керамзит		8694	14555	Кемеровская область
Закладочные мат.		17985	—	Прокопьевский район
Заиловочные мат.			—	Прокопьевский район
Подземные воды (эксплуатационные запасы, утвержденные ТКЗ, ГКЗ) тыс.м 3 /сутки		1214,45	—	Кемеровская область

Ниже приведены основные месторождения полезных ископаемых.

Железные руды. Основными потребителями железной руды являются два металлургических комбината, находящиеся в г. Новокузнецке. В Таштагольском районе расположены следующие месторождения:

— Таштагольское;

Шерегешское.

Общие запасы железных руд составляют 433 989 тыс. тонн, забалансовые запасы – 21 596 тыс. тонн.

Марганцевые руды. На территории Кемеровской области расположено около 2/3 всех разведанных запасов марганцевых руд России, большая часть из которых сосредоточена в крупнейшем месторождении России — Усинском. Производство качественных сталей невозможно без использования марганцевых руд и продуктов их переработки. Основными потребителями марганцевой продукции являются металлургические комбинаты г. Новокузнецка, Гурьевский металлургический завод и завод “Кузбассэлемент” г.Ленинск Кузнецкий. Кроме того, на территории Кемеровской области имеется ряд мелких месторождений в г.Салаире и в Горной Шории, на базе которых возможна организация добычи до 50 тыс. т. руды в год. Одним из наиболее изученных таких месторождений является — Дурновское в Гурьевском районе.

Титан. На территории области выявлены и разведаны россыпные месторождения ильменита — сырья для получения титана. На базе Николаевской россыпи (Тяжинский район) возможна организация добычи 21 тыс. т. ильменитового концентрата. В Кемеровском районе находится Барзасская группа ильменитовых россыпей, состоящая из пяти сближенных месторождений, на базе которых возможна организация крупного производства с годовым объёмом около 100 тыс. т. ильменитового концентрата.

Редкоземельные руды. Редкоземельные металлы используются в металлургии для производства качественных сталей. В Кемеровской области работами последних лет выявлено небольшое месторождение богатых редкоземельных руд, которые можно использовать для получения редкоземельных металлов без обогащения. В районе этого месторождения имеются предпосылки для выявления новых участков и рудных тел, что позволит в несколько раз увеличить запасы сырья.

Свинец и цинк. На территории области имеется один рудник, добывающий полиметаллические руды (Салаирский ГОК) и одно предприятие, перерабатывающее продукцию этого рудника (Беловский цинковый завод).

Салаирский ГОК ведёт добычу и переработку полиметаллических руд месторождения Кварцитовая Сопка, рудник обеспечен запасами на 12 лет. При переработке руд месторождения Салаирский ГОК выпускает следующие продукты: баритовый концентрат — 116.4 тыс. т., свинцовый концентрат — 4884.1 тыс. т., цинковый концентрат — 18276.3 тыс. т. Кроме того, в свинцовом и цинковом концентрате присутствуют серебро и золото. Баритовый концентрат реализуется предприятиям нефтяной и химической промышленности, цинковый концентрат перерабатывается на Беловском цинковом заводе, переработка свинцового концентрата осуществляется на предприятиях ближнего зарубежья (Казахстан, Узбекистан), из-за отсутствия таких производств в России.

Алюминиевое сырьё. Сырьевая база алюминиевой промышленности представлена двумя типами руд — нефелиновые и бокситы. На территории области отрабатывается одно месторождение первого типа руд — Кия-Шалтырское. На месторождении добывается около 4 млн. т. нефелиновых руд, которые без обогащения отправляются на переработку на Ачинский глиноземный завод Красноярского края, обеспеченность рудника более 20 лет (запасы оцениваются в 135 959 тыс. тонн). Хотя на территории области находится алюминиевый завод в городе Новокузнецке, на который должно было бы поступать добываемое в области сырьё, завод получает глинозём из Казахстана. В результате проведенных на территории области геологоразведочных работ установлено отсутствие богатых нефелиновых руд, аналогичных Кия — Шалтырскому, и оценены несколько месторождений нефелиновых руд, требующих предварительного обогащения, что должно значительно повысить стоимость получаемого глинозёма.

Месторождения бокситов выявлены на Салаире и на севере Кемеровской области, в Барзасской группе месторождений, которые в настоящее время не отрабатываются.

Формовочные и литейные пески. Ни одно машиностроительное и металлургическое производство не обходится без использования формовочных и литейных песков. Основная масса (до 90 %) этого вида минерального сырья завозится на предприятия области с Урала, Казахстана, Ульяновской и Иркутской областей и небольшая часть всего объёма покрывается за счёт разработки месторождений Кемеровской области. Особенность известных месторождений области (Антибесское, Зеленая Зона) такова, что использовать сырьё без его подготовки можно лишь в небольших объёмах. Вместе с тем, только на базе запасов месторождения Зеленая Зона, при условии строительства обогатительного комплекса, возможна организация добычи всех видов формовочных и литейных песков с годовым объёмом до 500 тыс. т., что закроет потребность области в этом виде минерального сырья.

Формовочные глины (бентониты). Бентониты идут на производство формовочных смесей, окатышей, глинистых растворов. В настоящее время бентониты завозятся на территорию области из Узбекистана и Украины.

На территории Кемеровской области выявлено месторождение бентонитовых глин, запасы которых оцениваются в 8332 тыс. тонн, пригодных для производства формовочных смесей и глинистых растворов. В 1999 году планируется завершить геологоразведочные работы и технологические испытания и подготовить месторождение к освоению. Разработка этого месторождения позволит закрыть потребность области в формовочных глинах, а также обеспечить нефте-газоразведочные предприятия Томской и Новосибирской областей глиной, пригодной для приготовления глинистых растворов.

Россыпное золото. Основная доля золота добывается в области из долинных россыпей, число разведанных россыпей на сегодняший день составляет 22. Запасы россыпного золота оцениваются в пределах 18860 тыс. м3 или 7,1 тонн. В настоящее время на территории области работает более 10 старательских артелей, ведущих добычу золота во всех районах. Наиболее крупной является артель “Восход”, ведущая добычу в Усинском районе и добывающая около 200 кг золота, остальные артели добывают в среднем около 40-70 кг золота. Обеспеченность запасами россыпного золота по отдельным россыпям колеблется от 4 до 15 лет, а по россыпным районам составляет в среднем 15 лет. Возможно значительное увеличение добычи россыпного золота, но для этого необходимо решение ряда вопросов как на федеральном, так и на областном уровнях.

Основной задачей геологоразведочных работ по россыпному золоту является проведение поисковых работ с целью подготовки резерва месторождений долинных россыпей, а также поиск новых типов россыпей (коры выветривания, древние галечниковые отложения), не связанных с современными долинами рек, что позволило бы снизить добычу золота в долинах рек и улучшить тем самым экологическую обстановку в области.

Рудное золото. Сырьевая база рудного золота находится в плачевном состоянии, только один рудник — “Комсомольский” обеспечен запасами на 12 лет, остальные (Берикульский, Новоберикульский, Центральный) имеют очень низкую обеспеченность запасами. На территории области разведано 2 месторождения рудного золота с запасом 894 тыс. тонн руды.

Имеющаяся прогнозная оценка территории Кемеровской области позволяет наметить несколько площадей (Талановская, Барзасская, Чашкатская, Федотовская и др.), на которых могут быть проведены поисковые работ для расширения сырьевой базы действующих золотодобывающих предприятий.

Следует отметить, что перспективы увеличения добычи золота в Кемеровской области достаточно велики. При стабилизации закупок золота у добывающих россыпное золото предприятий можно довести объём его добычи до 2 тонн в год. Внедрение новых технологий, позволяющих извлекать из россыпей очень мелкое золото и вовлечение в отработку новых типов россыпей, выявленных в последнее время, позволят получить ещё 2 тонны золота в год.

Уголь. Кузнецкий угольный бассейн — основной поставщик высококачественных коксующихся и энергетических углей России. В 1996 году в Кузбассе было добыто менее 100 млн. т., в бассейне работает 87 шахт и разрезов, на балансе которых значится 13.3 млрд. т. угля, кроме того, 13.2 млрд. т. угля находится в резерве для нового строительства.

С 1990 года по 1996 год в Кузбассе добыто 720.6 млн. т. угля, потери в недрах составили 127.4 млн. т.

Закрытие шахт в Кузбассе привело к наиболее резкому сокращению добычи коксующихся углей и, в первую очередь, особо ценных марок. Вместе с тем, закрытие шахт влечет за собой не только социально-экономические негативные последствия, но и экологические, связанные с затоплением шахт и, как следствие, с изменением земной поверхности.

Метан из неэксплуатируемых угольных месторождений. Угольные пласты абсолютного большинства месторождений Кузбасса обладают высокой газоносностью (до 30-35 м3 на 1 т. угля). Основная часть газа угольных пластов — метан (80-90 %). Ресурсы метана угольных пластов до глубины 1800 м. оцениваются в 13.1 трил. м.3. Газ угольных пластов может транспортироваться по тем же газопроводам, что и обычный природный газ.

Добыча метана из угольных пластов решает триединую задачу: социально-экономическую, в том числе создание новых рабочих мест, экологическую — экологически чистое топливо, повышение безопасности труда при будущей эксплуатации угольных месторождений — предварительная дегазация угольных пластов.

Нефть и природный газ. Поисковые работы на нефть и газ в Кузбассе проводились в незначительных объёмах и на ограниченных площадях в 1935-43 годах и в 1949-62 годах. Были выявлены незначительные притоки нефти (до 380 л. в сутки) и достаточно высокие притоки газа. Но, как уже было сказано выше, с открытием месторождений нефти и газа в Тюменской области, работы в Кузбассе были прекращены. В последние годы были получены новые данные по газоносности Кузбасса, переинтерпретирован и обобщён весь накопленный материал, что позволило поставить вопрос о возобновлении работ на нефть и газ в Кузбассе.

В пределах Кузбасса известно по крайней мере 25 положительных структур, перспективных на выявление залежей нефти на глубинах от 2 км и глубже и залежей природного газа от 300 м. и глубже.

В 1997 году начаты на территории Кузбасса сейсморазведочные работы силами специализированной организации АО “Сибнефтегеофизика”. Намечено 3 поперечных по отношению к Кузбассу профиля и один продольный. В последующие годы будет проводиться планомерное изучение перспективных площадей и структур различных типов.

Сырьевая база стройиндустрии. По данным СибНИИСтромпроекта, производство минерального сырья для нужд стройиндустрии в последние годы составило 9,0 млн. м 3 , в том числе 7,0 млн. м 3 щебня и песчано-гравийной смеси и 2,0 млн. м 3 песка. Потребность стройиндустрии области в минеральном сырье в 1995 году составила 17,0 млн. м 3 , в том числе 12,0 млн. м 3 щебня и песчано-гравийной смеси и 5,0 млн. м 3 песка.

Несмотря на рост потребности предприятий стройиндустрии в минеральном сырье, добыча его ежегодно сокращается на 300-500 млн. м 3 . Снижение добычи обусловлено тем, что практически все месторождения песчано-гравийной смеси находятся в пойме р. Томи.

Планируется переориентация предприятий стройиндустрии на производство крупного заполнителя из строительного камня, для чего требуется проведение геологоразведочных работ на Васильевской, Одиночной и Шалымской площадях.

Проблему мелкого заполнителя для бетонов можно решить при отработке месторождения песков Зеленая Зона в Ижморском районе с обязательной организацией процесса обогащения.

В области имеется 5 месторождений различных облицовочных камней. Это мрамора статуарные, цветные, чёрные; граниты разных цветов; туфы.

В области возможна организация производства керамической облицовочной плитки на базе месторождений тремолитов и светложгущихся глин.

Цеолиты. Пегасское месторождение цеолитов разведано на востоке Кузбасса в 40 км от с. Крапивино. Разведано 44 млн. т. сырья, а прогнозные ресурсы месторождения оцениваются в 226 млн. т. Руды представлены пластами цеолитовых туфов, содержащих в среднем 50-55 % цеолита.

Фосфориты. На юге области расположен крупный фосфоритоносный район, в котором известны месторождения пластовых и связанных с ними карстовых фосфоритов. Наиболее известное из них — Белкинское. Карстовые фосфориты содержат 20-25 % пятиокиси фосфора, в том числе 5-6 % в лимоннорастворимой форме. Запасы этих фосфоритов на Белкинском месторождении (25 млн. т.) позволяют организовать производство фосмуки в количествах, обеспечивающих потребности и области и всей Западной Сибири.

Болотные фосфаты. На территории области имеется более 230 месторождений торфа с запасами порядка 200 млн. т. В части из них установлены представляющие интерес содержания пятиокиси фосфора. Наиболее перспективны в этом отношении северные районы области. Наиболее крупными являются Боймо-Комиссаровское в Мариинском районе и Большой Берчикуль в Тисульском районе. Единичные анализы по ним показывают содержания пятиокиси фосфора соответственно 0,72-1,23 % и 0,53- 1,87 %.

Гуматы (окисленные угли). Гуматы производятся из окисленных, в первую очередь бурых углей. Такие угли имеют высокие содержания гуминовых кислот, что позволяет получать из них простым и дешевым способом углещелочные препараты аммония, калия или натрия, которые являются высокоэффективными стимуляторами роста растений и созревания плодов, а также способствуют усваиванию минеральных удобрений. Запасы окисленных бурых углей в Итатском районе (100 млн. т.) могут удовлетворить нужды в гуматах всей Сибири.

Тальк и тремолит. Алгуйское месторождение маложелезистого порошкового талька расположено в верховьях реки Алгуй в 9км от станции Лужба. Запасы талька в количестве 11 млн. тонн утверждены Государственной комиссией по запасам.

В Горной Шории в 45 км от г. Таштагола расположено Светлоключевское месторождение тальковых сланцев с утверждёнными запасами 5,5 млн. тонн. Качество талька здесь ниже, чем в Алгуйском месторождении. На юге Кузбасса известно также Дегтярное месторождение тремолита с прогнозными запасами 15 млн. тонн.

Графит. К востоку от станции Теба известно Конюховское месторождение графита с содержанием в богатых рудах от 4 до 20,5 %. Ориентировочные запасы до глубины 200 м – 4,5 млн. тонн. Полоса графитизированных пород прослежена на 18 км.

Подземные воды. В настоящее время на территории области разведано 142 месторождения и участка подземных вод с общими запасами подземных вод 1682.6 тыс. м 3 /сутки.

Подготовленные к эксплуатации запасы составляют 1535.1 тыс. м 3 /сутки. На 48 эксплуатирующихся месторождениях и участках с суммарными запасами 459,5 тыс. м 3 /сутки отбирается всего 220,6 тыс. м 3 /сутки. Освоение разведанных запасов идет крайне медленно (гг. Кемерово, Новокузнецк, Юрга, Тисуль, Тяжин, Промышленная, Крапивино и др.). Более чем на десятилетие задержалась реализация подготовленных проектов строительства Яйского, Ижморского, сельских групповых водозаборов, разработанных на базе разведанных запасов подземных вод.

В целом по области извлекается до 1588 тыс. м 3 /сутки. Многочисленные водозаборные сооружения (до 3900 эксплуатационных скважин) извлекают и используют для хозпитьевого и технического водоснабжения 785,7 тыс.м 3 /сутки (по состоянию на 01.01.97г.) подземных вод. Более 800 тыс. м 3 /сутки шахтного и карьерного водоотлива сбрасывается без использования. В то же время в отдельных городах и населенных пунктах испытывается недостаток в воде питьевого качества.

В Кемеровской области постоянно осуществляется изучение состояния геологической среды, в т. ч. подземных вод и опасных экзогенных геологических и инженерно-геологических процессов. В 1998 году заканчиваются мелкомасштабные работы по составлению сводной геоэкологической карты Кемеровской области и более детальной карты района г. Кемерово. На последующие годы планируется среднемасштабное картографирование геоэкологической ситуации в районах гг. Новокузнецка, Ленинск-Кузнецкого, Белово, Прокопьевска, Киселёвска, Анжеро-Судженска, т. е. на территориях с большим количеством закрывающихся шахт.

В этих районах складывается серьезная ситуация. Длительное время работа угледобывающих предприятий кроме негативного воздействия на подземную гидросферу (сработка запасов подземных вод) создавала в то же время в отдельных случаях благоприятные условия для строительства жилых и промышленных объектов, главным образом осушая подрабатываемые заболоченные пойменные террасы в долинах рек. Ликвидация шахт методом затопления приводит к восстановлению естественного уровня подземных вод, а в отдельных условиях сниженного за счет подработки рельефа, к заболачиванию, подтоплению территории, подвальных помещений, разрушению фундаментов зданий и сооружений. Оценка и прогноз гидрогеологической и геоэкологической ситуации является основной заботой службы Государственного мониторинга геологической и окружающей природной среды.

Заключение

Наряду с большими запасами полезных ископаемых на территории Кузбасса, основным природным ископаемым для добычи остается уголь. На данный момент времени активно ведется стратегия по добычи природного газа. А металлургический комплекс в Кузбассе как таковой сейчас заканчивает свое существования, поскольку основной «локомотив» данной отрасли КМК на данный момент времени выпускает только одну десятую часть проката, который выпускался с комбината во времена СССР. Так же сказывается износ ОПФ всех предприятий данной инфраструктуры. Поэтому в нашем регионе дальнейшее развитие экономики будет за счет добычи угля и природного газа.

Список используемой литературы

-- Не выбрано -- Азов. Азовский историко-археологический и палеонтологический музей-заповедник Айхал. Геологический музей Амакинской геологоразведочной экспедиции АК "АЛРОСА" Алдан. Алдангеология. Геологический музей Александров. Геологический музей ВНИИСИМС Анадырь. Музейный Центр "Наследие Чукотки" Анадырь. Чукотприродресурсы. Геологический музей Ангарск. Ангарский музей минералов Апатиты. Геологический музей Апатиты. Музей геологии и минералогии имени И.В. Белькова Архангельск. Архангельский областной краеведческий музей Архангельск. Геологический музей имени академика Н.П. Лавёрова САФУ Багдарин. Геологический музей пос. Багдарин Барнаул. Геологический музей Барнаул. Музей "Мир Камня" Барнаул. Музей минералогии Белгород. Белгородский государственный историко-краеведческий музей Биробиджан. Музей природных ресурсов Биробиджан. Областной краеведческий музей Еврейской автономной области Благовещенск. Амургеология. Коллекционный (музейный) фонд Благовещенск. Амурский областной краеведческий музей им. Г.С.Новикова-Даурского Великий Устюг. Великоустюгский государственный историко-архитектурный и художественный музей-заповедник Владивосток. Геолого-минералогический музей ДВГИ Владивосток. Геолого-минералогический музей им. А.И.Козлова Владивосток. Коллекционный (музейный) фонд Владивосток. Приморский государственный объединенный музей им. В.К.Арсеньева Вологда. Геологический музей Вольск. Вольский краеведческий музей Воркута. Геологический музей Воронеж. Геологический музей Горно-Алтайск. Национальный музей Республики Алтай им А.В. Анохина Губкин. Музей истории КМА Дальнегорск. Музейно-выставочный центр г. Дальнегорска Екатеринбург. Геологический музей Лицея № 130 Екатеринбург. Историко-минералогический музей Екатеринбург. Уральский геологический музей Екатеринбург. Уральский минералогический музей В.А. Пелепенко Ессентуки. Департамент природных ресурсов по Северо-Кавказскому региону. Геологический музей Заречный. Музей минералогии, камнерезного и ювелирного искусства Ижевск. Национальный музей Удмуртской Республики Иркутск. Геологический музей Иркутского Государственного (классического) университета Иркутск. Геологический музей. Сосновгеология. Иркутск. Иркутский областной краеведческий музей Иркутск. Минералогический музей им. А.В.Сидорова Иркутск. Музей Иркутского геологоразведочного техникума Иркутск. Музей минеральных ресурсов Иркутской области Иркутск. Научно-учебный геологический музей Казань. Геологический музей им. А.А.Штукенберга Казань. Национальный музей Республики Татарстан Калининград. Калининградский музей янтаря Калининград. Музей Мирового океана Каменск-Уральский. Геологический музей им. академика А.Е.Ферсмана Кемерово. Кузнецкий геологический музей Киев. Геологический музей Киевского национального университета имени Тараса Шевченко Киев. Минералогический музей (Институт геохимии, минералогии и рудообразования имени М.П.Семененко НАН Украины) Киев. Минералогический музей УкрГГРИ (Украинский Государственный геологоразведочный институт) Киев. Национальный научно-природоведческий музей НАН Украины Кировск. Музейно-выставочный центр ОАО "Апатит" Котельнич. Котельничский палеонтологический музей Краснодар. Краснодарский государственный историко-археологический музей-заповедник им. Е.Д.Фелицына Краснотурьинск. Федоровский геологический музей Красноярск. Музей геологии Центральной Сибири (GEOS) Кудымкар. Коми-Пермяцкий краеведческий музей им. П.И. Субботина-Пермяка Кунгур. Краеведческий музей города Кунгур Курск. Курский государственный областной краеведческий музей Кяхта. Кяхтинский краеведческий музей им. академика В.А.Обручева Листвянка. Байкальский музей ИНЦ СО РАН Луховицы. Геологический музей Львов. Минералогический музей имени академика Евгения Лазаренко Магадан. Геологический музей Магаданского филиала ФГУ Магадан. Музей естественной истории СВКНИИ ДВО РАН Магнитогорск. Геологический музей МГТУ им. Г.И. Носова Магнитогорск. Магнитогорский краеведческий музей Майкоп. Геолого-минералогический музей Мама. Краеведческий сузей отдела культуры администрации Мамско-Чуйского района Миасс. Естественно-научный музей Ильменского заповедника Мирный. Музей кимберлитов АК «АЛРОСА» им. Д.И.Саврасова Мончегорск. Мончегорский музей цветного камня им. В.Н. Дава Москва. Алмазный фонд. Гохран России. Москва. Геологический музей Центрального региона России им. П.А. Герасимова Москва. Геологический музей им. В.В.Ершова МГГУ Москва. Геолого-минералогический музей РГАУ МСХА им. К.А.Тимирязева Москва. Государственный геологический музей им. В.И. Вернадского Москва. Минералогический музей МГРИ-РГГРУ Москва. Минералогический музей им. А.Е. Ферсмана РАН Москва. Музей "Самоцветы" Москва. Музей Российского Центра микропалеонтологических справочных коллекций Москва. Музей внеземного вещества Москва. Музей естественной истории Москвы и Центральной России Москва. Музей землеведения МГУ Москва. Музей урановых руд АО "ВНИИХТ" Москва. Музей-литотека ВИМС Москва. Палеонтологический музей им. Ю.А.Орлова Москва. Рудно-петрографический музей ИГЕМ РАН Мурзинка. Мурзинский минералогический музей им. А.Е.Ферсмана Мурманск. Мурманский областной краеведческий музей Мытищи. Геолого-минералогический музей им. В.И.Зубова МГОУ Нальчик. Национальный музей Кабардино-Балкарской Республики Нижний Новгород. Геологический музей АО «Волгагеология» Нижний Новгород. Нижегородский государственный историко-архитектурный музей-заповедник Нижний Тагил. Нижнетагильский музей-заповедник «Горнозаводской Урал» Новокузнецк. Геологический музей (Выставочный зал) Кемеровского филиала ФГУ «ТФГИ по СФО» Новороссийск. Новороссийский государственный исторический музей-заповедник Новосибирск. Геологический Музей НГУ Новосибирск. Геологический музей СНИИГГиМС Новосибирск. Центральный Сибирский геологический музей Новочеркасск. Геологический музей Новочеркасск. Геологический музей - Геологический кабинет ЮРГПУ(НПИ) Омск. Омский государственный историко-краеведческий музей Оренбург. Межведомственный геологический музей Оренбургской области Орск. Геологический музей Партизанск. Геологический музей Пермь. Минералогический музей Пермского университета Пермь. Музей «Пермской системы» Пермь. Музей палеонтологии и исторической геологии им. Б.К.Поленова Петрозаводск. Музей геологии докембрия Петрозаводск. Отдел природного наследия Карелии Петропавловск-Камчатский. Камчатгеология. Геологический музей Петропавловск-Камчатский. Музей вулканологии ИВиС ДВО РАН Питкяранта. Краеведческий музей им. В.Ф.Себина Приозерск. Музей-крепость «Корела» Ревда. Краеведческий музей Ловозерского горно-обогатительного комбината Ревда. Музей-кабинет геологии для детей на границе Европа – Азия Ростов-на-Дону. Минералого-петрографический музей ЮФУ Самара. Самарский областной историко-краеведческий музей им. П.В.Алабина Санкт-Петербург. «Российский государственный музей Арктики и Антарктики» Санкт-Петербург. Геологический музей ВНИИОкеангеология Санкт-Петербург. Горный музей Санкт-Петербург. Минералогический музей СПбГУ Санкт-Петербург. Музей нефтяной геологии и палеонтологии Санкт-Петербург. Палеонтологический музей Санкт-Петербург. Палеонтолого-стратиграфический музей Санкт-Петербург. Территориальный фонд геологической информации по Северо-Западному федеральному округу. Геологический музей Санкт-Петербург. Центральный научно-исследовательский геологоразведочный музей им. академика Ф.Н. Чернышева (ЦНИГР МУЗЕЙ) Саранпауль. Музей кварца Саранск. Музей минералогии Саратов. Саратовский областной музей краеведения Свирск. Музей мышьяка Севастополь. Севастопольский музей камня Североуральск. Музей "Штуфной кабинет" Симферополь. Геологический музей им. Н.И.Андрусова (Крымский федеральный университет) Слюдянка. Частный минералогический музей-усадьба В.А.Жигалова «Самоцветы Байкала» Смоленск. Природоведческий музей Сортавала. Региональный музей Северного Приладожья Сыктывкар. Геологический музей им. А.А.Чернова Сыктывкар. Национальный музей Республики Коми Тверь. Музей геологии природных ресурсов Тверской области Теберда. Музей минералов, руд, самоцветов «Удивительное в камне» Томск. Геологический музей Томск. Минералогический музей ТПУ Томск. Минералогический музей им. И.К.Баженова Томск. Палеонтологический музей им. В.А.Хахлова Тула. Федеральный фонд эталонов руд стратегических видов минерального сырья. Тюмень. Музей геологии, нефти и газа (филиал Тюменского областного краеведческого музея им. И.Я.Словцова) Тюмень. Музей истории науки и техники Зауралья Улан-Удэ. Геологический музей ПГО "Бурятгеология" Улан-Удэ. Музей Бурятского научного центра Сибирского отделения РАН Улан-Удэ. Музей природы Бурятии Ульяновск. Музей естественной истории Умба. Музей аметиста Уфа. Музей геологии и полезных ископаемых Республики Башкортостан Ухта. Ухтанефтегазгеологоия. Геологический музей Ухта. Учебный геологический музей им. А.Я.Кремса Хабаровск. Государственный музей Дальнего Востока им. Н.И. Гродекова Харьков. Музей природы ХНУ Хорошев (Володарск-Волынский). Музей драгоценного и декоративного камня. Чебоксары. Геологический музей Чебоксары. Чувашский национальный музей Челябинск. Челябинский геологический музей Череповец. Музей природы Череповецкого музейного объединения Чита. Геолого-минералогический музей Чита. Читинский областной краеведческий музей им.А.К. Кузнецова Эгвекинот. Эгвекинотский краеведческий музей Южно-Сахалинск. Геологический музей Южно-Сахалинск. Сахалинский государственный областной краеведческий музей Якутск. Геологический музей (ИГАБМ СО РАН) Якутск. Геологический музей ГУП "Сахагеоинформ" Якутск. Минералогический музей СВФУ им. М.К. Аммосова Якутск. Музей мамонта Ярославль. Геологический музей им. профессора А.Н. Иванова Ярославль. Музей научного континентального бурения глубоких и сверхглубоких скважин

Кузнецкий угольный бассейн находится на территории, где расположено .

Впервые упомянуто было о нем в 18 веке, еще через 100 лет запасы угля были оценены и это месторождение было названо Кузнецким угольным бассейном.

В этом регионе ведется не только добыча угля, но и его переработка.

Географическое положение

Расположен в южной части Западной Сибири в небольшой по глубине котловине. С нескольких сторон его обрамляют горные массивы: средневысокое нагорье Кузнецкий Алатау, горно-таежный регион Горная Шория, официально входящий в состав горной системы Алтая, небольшая возвышенность Салаирский Кряж. Значительная часть данного бассейна расположена на территории Кемеровской области, славящейся наличием разнообразных полезных ископаемых, в том числе каменных и бурых углей. Наименование Кузбасс относится к Кемеровской области и является ее вторым названием. Незначительная часть Кузбасса находится в пределах Новосибирской области, отмечающейся наличием высококачественных антрацитов, и в Алтайском крае, где развита добыча суббитоминозного угля.

Природные условия

Территория Кузнецкого угольного бассейна расположена в зоне резко континентального климата. Характерны заметные постоянные колебания температур. Крайне негативным фактором является большое количество интенсивной солнечной радиации.

Система реки Обь выступает гидрографической сетью для данного бассейна. В качестве источника питьевого водоснабжения используется река Томь. Ее воды применяются для покрытия технических нужд угледобывающих предприятий, так как это самый близкий источник необходимой воды для производства. Транзитная река пересекает угольный бассейн, простираясь с юга на север.

В современное время вся территория Кузбасса имеет резко неоднородный ландшафт. Вследствие стремительного развития угледобывающей промышленности еще с XX века почти вся земля подверглась повсеместным антропогенным трансформациям, которые наносят вред природным ландшафтам и недрам. В восточной части наблюдаются сравнительно небольшие изменения, так как нарушение земель здесь вызвано лесохозяйственной деятельностью.

В большинстве районов западной части Кузбасса в результате активной урбанизации и непрерывного расширения зон добычи угля многие участки земли подверглись полному преобразованию. В районах интенсивной открытой и подземной угледобычи земли наиболее изменены. По преобразованиям в почве выделяются районы к северу от Кемерова, территория Прокопьевско-Киселевского района, окрестности Междуреченска.

Характеристика

Угленосная толща вмещает примерно 350 угольных пластов различных видов и мощности. Они неравномерно распределены по всему разрезу.

Кольчугинская и Балахонская свиты содержат 237 пластов.
Тарбаганская свита – только 19, поэтому намного отстает от предыдущих.
Барзасская – всего 3.

Их максимальная мощность составляет 370 м. В среднем распространены пласты угля с мощностью от 1,3, максимум – примерно 4,0 м. Существуют угольные пласты намного большей мощности. В некоторый районах – в пределах 9–15 м, иногда до 20 м, если учитывать места раздувов, то можно назвать максимальную мощность в 30 м.

Заглубления угольных шахт в среднем составляют около 200 м, максимальная глубина доходит до отметки в 500 м. Разрабатываются угольные пласты, средняя мощность которых равна 2,1 м. Только до 25 % добычи угля в шахтах превышает 6,5 м по мощности.

Качество угля

Петрографический состав различается по сериям угля.

В балахонской серии превалируют гумусовые, каменные угли, которые содержат витринит в количестве 30–60 %.
В кольчугинской серии также присутствуют гумусовые, каменные угли, однако содержание витринита увеличивается до 60–90 %.
В тарбаганской серии добывают и .

Качество угля разнообразно, однако большую часть специалисты относят к числу лучших. В глубоких горизонтах их состав становится средним, оптимальным.

Содержание влаги: 5–15 %.
Примесь золы: 4–16 %.
Наличие фосфора в небольшом количестве: до 0,12 %.
Большая разница в содержании летучих веществ: 4–42 %. Ценится продукция с наименьшей их концентрацией.
Примесь серы: 0,4–0,6 %.

Добываемые в зоне Кузнецкого бассейна угли характеризуются теплотой сгорания в 7 000–8 600 ккал / кг, калорийность высокая – 8,6 ккал. Угли, чье место залегания находится вблизи поверхности, в составе имеют большее количество влаги и золы и меньшее содержание серы. По восходящей от нижних стратиграфических горизонтов и вплоть до самых верхних метаморфизм каменных углей соразмерно понижается.

Способ добычи

В этом регионе все три способа добычи присутствуют.

Подземный способ добычи

Превалирует над остальными видами угледобывающей промышленности на Кузбассе. Обеспечивается более качественный уголь, чем добытый в карьерах:

максимальная теплота сгорания;
минимальная зольность;
содержит небольшое количество летучих веществ.

Для работников данный способ добычи является самым опасным, так как нередки случаи тяжелого травматизма, иногда со смертельным исходом. Руководство шахт Кемеровской области обеспечивает работы по модернизации травмоопасного горного оборудования.

В наше время на территории Кузбасса практикуется его развитие. Удельный вес добытой таким образом продукции составляет около 30 % от всего объема промышленности. На территориях, где заложение угля является неглубоким, вместо шахт открываются угольные разрезы. Для добычи угля в карьерах сначала удаляются вскрыши. Верхний слой породы различается по составу и величине.

Если толщина слоя близится к минимальной, а консистенция обладает рыхлостью, то вскрышные работы производятся с применением бульдозера.
Если верхний слой породы окажется более толстым, то на его удаление затрачивается больше рабочих ресурсов и времени. Для работы применяются роторные экскаваторы, необходимы драглайны.

Открытый способ добычи угля невозможен без применения специализированной техники, которая адаптирована специально для данного вида промышленности. Система использования многоковшовых роторных экскаваторов и драглайнов применяется только для в карьерах. В качестве вспомогательной техники применяются грузовые автомобили. В некоторых зонах производства необходимы одноковшовые экскаваторы. После окончания первого этапа проводится буровзрывная отбойка угля. Для транспортирования продукции применяются вагоны либо автотехника.

В последнее время данный способ выбирают все больше угледобывающих предприятий, так как без обустройства заглублений для шахт более экономически выгодна. При добыче угля открытым способом происходит намного меньше производственных травм, чем при подземном. Открытый способ позволяет проводить работы одновременно на большой территории.

Гидравлический способ добычи

Используется в тех зонах, где это позволяет наличие подземных вод. Уголь извлекается из земли, транспортируется, поднимается на поверхность с применением жидкостных струй. Допустимы только высокоскоростные потоки жидкости, поэтому на территории Кузбасса лишь в 5 % случаев осуществляется гидравлическим способом.

Территория, где используется гидравлический способ, постепенно расширяется, так как при меньших трудозатратах увеличивается производительность труда. Благодаря малооперационности рабочего процесса необходимы меньшие средства на производство, в частности, на покупку и обновление рабочего оборудования; требуется меньшее количество работников. При добыче угля гидравлическим способом значительно снижается вредность и интенсивность труда, случаи травматизма характеризуются низким показателем. Увеличивается безопасность во время ведения работ по добыче угля в очистных и подготовительных забоях.

Благодаря увеличению масштабов производства по добыче угля открытым способом популярность продукции Кузнецкого угольного бассейна возрастает. Уголь, добытый в разрезах, дешевле, чем из заглубленных месторождений в шахтах, поэтому данный вид продукции предпочитают закупать частные лица и мелкие предприниматели . Добывается как высококачественный, так и уголь низких сортов, что позволяет потребителям приобретать соответствующую целям продукцию.

Потребители

Уголь закупается предприятиями, занимающимися коксовой и химической промышленностью, также он необходим для производства энергетического топлива. В современности активно практикуется экспорт угля в Японию, Великобританию, Турцию, налажен вывоз в Финляндию. Объемы поставок интенсивно увеличиваются. Постоянными партнерами России, закупающими уголь, являются Нидерланды, Корея, Китай, однако количество поставляемой продукции снижается. В последнее время увеличивается экспорт в страны Азии. Активными потребителями угля Кузбасса на внутреннем рынке являются жители Западной Сибири, Урала, Европейской части России.

Влияние добычи угля на экологию региона

Безусловно такая масштабная добыча отрицательно влияет на экологическую ситуацию.

Нарушение земель вследствие раскапывания подземных шахт для угледобычи.
На территории недействующих шахт, где котлованы не были рекультивированы, образуются глубокие проседы, иногда провалы.
В ветреную погоду пыль с отвалов распространяется на большое расстояние и оседает на территории населенных пунктов.
Во время работ по добыче угля и его переработке в воздух и воду выделяются химические вещества. В большинстве районов их концентрация выше допустимой.

Конечно, добыча угля-дело довольно проблемное для экологии, но как можно прожить, не добывая ресурсов? На Кузбассе давно возникла такая проблема, как разделение жителей на фронта: кто-то переживает за целостность экологии, другие работают на добыче угля и другого заработка нет. Нарушение целостности земель, пыль с отвалов, выделение в воздух вредных соединений и веществ- экологическая проблема, но как ее решить?

Латышев Александр

В работе рассмотрены физические свойства минералов. Понятие минералов и самоцветов. Область применения минералов.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Департамент образования и науки Кемеровской области

ГОУ СПО Осинниковский горнотехнический колледж

САМОЦВЕТЫ КУЗБАССА

Творческая работа

Выполнил:

Студента 1 курса группы ТТР 12

Латышева Александр

Руководитель работы: преподаватель химии

Кузнецова Н.Е.

Осинники 2013

Введение с.3

1. Обзор литературы с.5

2. Материалы и методы исследования с.6

3. Результаты и их обсуждение с.7

3.1. Историческая справка с.7- 8

3.2. Понятие минералов и их классификация с.8-9

3.3. Понятие самоцветов с.10

3.4. Физические свойства минералов с.11-14

3.5. Область применения минералов с.14

3.6. Физико-химические свойства самоцветов,

имеющихся в Кузбассе и их применение. с.15-16

Выводы с.17

Список литературы с.18

ВВЕДЕНИЕ

Я живу в Кузбассе. Наш регион богат многими полезными ископаемыми – углем различными рудами, минералами. На занятиях по химии я узнал, что из минералов получают драгоценные камни или самоцветы. Мне стало интересно, а какие драгоценные камни получают у нас в Кузбассе, кстати, эти знания мне пригодятся в дальнейшее в моей профессии буровика.

С древнейших времен людей притягивали камни, их чарующая красота и таинственная сила никого не оставляют равнодушным и сейчас. Разнообразие форм и цветов, великолепие оттенков, созданных природой, завораживает. Древние люди преклонялись перед драгоценными камнями, считая их символами бессмертия. И это неудивительно, ведь человеческие поколения уходят в небытие одно за другим, все течет и меняется, лишь камни остаются вечно.

Для современного человека драгоценные камни – это не только предметы роскоши и отличный способ вложения капитала. Они - источник вдохновения для поэтов и украшение для женщин, предмет исследования для ученых и рабочий материал для ювелиров.

Цель работы : Узнать какие самоцветы получают из минералов, добываемых в Кузбассе.

Задачи:

1. Собрать информацию, используя литературу и интернет-ресурс о минералах и самоцветах.

2. Изучить физические свойства минералов.

3. Рассмотреть область применения минералов.

4. Изучить физико-химические свойства самоцветов и их применение.

4. Подготовить презентацию исследовательской работы и выступить на практической конференции.

Объект исследования : Минералы

Предмет исследования: Самоцветы Кузбасса

Гипотеза: В Кузбассе есть минералы, из которых получают драгоценные камни.

Практическая значимость проекта состоит в том, что полученную информацию по результатам исследовательской работы можно использовать на занятиях по химии и минералогии.

Этапы работы:

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В учебной литературе «Курс минералогии» А.Г. Бетехтин объясняет историю зарождения минералогии, дает понятие минералам и их свойствам, рассматривает область применения минералов. «Курс минералогии, кристаллографии и петрографии» М.Е. Успенская дает разъяснения физических свойств некоторых минералов, описание и диагностику минералов.

В интернет очень много информации о минералах, основной стала проблема отбора информации.

Сайт –рассматривает классификацию минералов, форму минералов, физические свойства.

Сайт– фотографии, описание свойств и применения минералов.

Сайт - рассматривает месторождения минералов в Кемеровской области.

Сайт - дает подробное описание драгоценных камней, их свойства и применение

Очень трудно было найти информацию о минералах Кузбасса и самоцветах (драгоценных и полудрагоценных камнях).

2 . МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для решения поставленных задач использовал материалы учебных пособий и интернет-ресурс, фотографии драгоценных и полудрагоценных камней.

При выполнении исследовательской работы использовал теоретические методы: анализ специальной литературы по проблеме исследования.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Историческая справка

Интерес к минералам как к полезным ископаемым зародился в глубокой древности, еще задолго до начала исторического (письменного) периода. Расширение минералогических знаний тесно связано с историей развития материальной культуры, в которой весьма существенную роль играл горный промысел, особенно в бронзовый и железный века. Судя по археологическим данным, к числу наиболее древних культурных народов, занимавшихся горным промыслом, принадлежали китайцы, вавилоняне, египтяне, греки и другие народы. Кроме самородных металлов - меди, золота, серебра - люди в глубокой древности знали и умели находить руды, богатые соединениями меди, олова и железа. Они постепенно научились добывать эти руды, выплавлять из них металлы и изготовлять вначале украшения, затем оружие, столь необходимое в постоянной борьбе за жизнь, и, наконец, орудия труда. В те времена, помимо металлов, знали и собирали различные цветные камни, изумлявшие своей красотой и порождавшие суеверия. Несомненно, что древние обитатели практическим путем узнали некоторые свойства отдельных полезных ископаемых. Знали они также эмпирические закономерности распространения и залегания руд и пользовались ими при поисках и разработках новых месторождений.

Существуют исторические свидетельства о том, что в Египте горнодобычные работы активно проводились уже в эпоху Рамзеса II . Древние горные выработки во многих местах сохранились до наших дней. Разумеется, научных представлений о происхождении руд и минералов тогда еще не могло быть. Первые литературные упоминания о неорганических природных телах и попытку их классифицировать мы находим у греческого ученого и философа Аристотеля (384–322 гг. до н. э.). Минеральные образования, подобные металлам, он относил к группе «металлоидов». Его ученик Теофраст (371–286 гг. до н. э.) вопросам минералогии посвятил специальный трактат «О камнях», где уже в практическом разрезе описывает 16 минеральных видов, главным образом драгоценных камней. Позднее римский натуралист Плиний Старший, погибший в 79 г. при извержении Везувия, написал четыре трактата, в которых собрал все, что было известно в то время о минералах, включая и фантастические предания.

В средние века минералами в основном назывались руды. Классификация их была весьма примитивна. Представления о химических

элементах, как и о самой химии, еще не существовало. Следовательно, не могло быть и представления о химической природе минералов. Химия появилась лишь в конце средних веков в виде алхимии.

В России за это время развитие минералогических знаний шло самостоятельными путями и вскоре достигло столь высокого уровня, что обратило на себя внимание всей Западной Европы. Огромную роль в этом сыграли организованные Академией наук во второй половине XVIII в. грандиозные путешествия ученых по разным провинциям нашей обширной страны, главным образом по Уралу и Сибири. Эти экспедиции были вызваны

потребностями бурно развивавшейся в то время отечественной промышленности. В печати появились фундаментальные описания географии, этнографии, фауны, флоры и минеральных богатств Российской империи.

В развитии отечественной минералогии, как и во всех других науках, резкий перелом наступил после 1917 г. Широко развернувшиеся геологические исследования и поисково- разведочные работы в самых различных районах страны и необычайно обогатили наши знания, особенно в области региональной минералогии. За сравнительно короткий срок была проделана огромная работа по систематическому изучению не только старых районов, но и целого ряда новых обширных областей, вовсе не охваченных или слабо затронутых предыдущими исследованиями. Некоторые из них оказались исключительно интересными в минералогическом и других отношениях. Без детальных минералогических исследований было бы немыслимо открытие весьма многочисленных месторождений полезных ископаемых, явившихся сырьевой базой для мощного развития самых различных отраслей нашего народного хозяйства .

3.2. Понятие минералов и их классификация

Твердая оболочка Земли - земная кора - составляет лишь 1,5% от общего объема земного шара. Но, несмотря на это, именно земная кора, а точнее ее верхний слой, представляет для нас наибольший интерес, так как он является источником минерального сырья.
Минералы - это относительно однородные природные тела, имеющие определенные химический состав и физические свойства. Название «минерал» происходит от латинского слова «минера», что в буквальном переводе означает - руда, рудный. Наука, изучающая состав, структуру и

свойства минералов, их происхождение и условия залегания, называется минералогией.

Минералы образуются в результате физико-химических процессов, совершающихся в земной коре. Как и вся окружающая нас природа, они состоят из химических элементов. Образно говоря, минерал - это своего рода здание из кирпичиков - химических элементов, построенное по определенным законам природы. И подобно тому, как из примерно одинакового количества кирпичей человеком возведено на Земле множество различных зданий, из сравнительно небольшого числа химических элементов природой создано в земной коре более 3 тыс. разнообразных минералов. любоваться ими можно бесконечно. Узнайте больше о тех сокровищах, что лежат прямо у нас под ногами!

Форма минералов зависит от расположения в них атомов. В кристаллических минералах атомы располагаются в строго определенном порядке, образуя пространственную решетку, благодаря которой многие минералы (например, кристалл кварца) имеют вид правильных многогранников. Кристаллические минералы анизотропны, т. е. физические свойства их различны по разным направлениям. В аморфных минералах (обычно они имеют форму натеков) атомы расположены беспорядочно. Такие минералы изотропны, т. е. физические свойства их одинаковы по всем направлениям .

Классификация минералов .

В соответствии с общепринятой в настоящее время химической классификацией все минералы могут быть разделены на девять классов:
I. Силикаты - соли кремневых кислот, среди которых выделяют подгруппы минералов, имеющих некоторую общность состава и строения: полевые шпаты, разделяющиеся по химическому составу на плагиоклазы и ортоклазы, пироксены, амфиболы, слюды, оливин, тальк, хлориты и глинистые минералы. Это самый многочисленный класс, насчитывающий до 800 минералов.
II. Карбонаты - соли угольной кислоты, включающие до 80 минералов и в их числе наиболее распространенные кальцит, магнезит н доломит.

III. Окислы и гидроокислы - объединяют около 200 минералов, среди которых наиболее распространены кварц, опал, лимонит, гаматит.
IV. Сульфиды - соединения элементов с серой, насчитывающие до 200

минералов. Типичный представитель - пирит.
V. Сульфаты - соли серной кислоты, включающие около 260 минералов,
среди которых наибольшее распространение получили гипс и ангидрит.
VI. Галоиды - соли галоидных кислот, насчитывающие около 100

минералов. Типичные представители галоидов - галит (поваренная соль) и
флюорит.
VII. Фосфаты - соли фосфорной кислоты. Типичный представитель -
апатит.
VIII. Вольфраматы - вольфрамокислые соединения.
IX. Самородные элементы - алмаз и сера.

3.3. Понятие самоцветов

Самоцветы – природные минералы, которые называются драгоценными камнями.

Термин самоцветы стал применяться в 18 веке на Урале.

Драгоценные камни - минералы блеском и цветовой игрой при достаточной редкости их нахождения на Земле. Непременным качеством драгоценных камней является прочность и достаточно высокая твердость

Употребляются в ювелирном деле для создания украшений, а также как материал для создания произведений искусства (" глиптика ", " камея "). Изучением их свойств, методов обработки и диагностики занимается геммология . Для взвешивания драгоценных камней применяется особая единица веса - карат .
Термин «драгоценный» имеет два значения – нормативно-юридическое и повседневно-бытовое. В повседневной жизни драгоценными камнями называют все красивые дорогостоящие камни. Согласно закону РФ "О драгоценных металлах и драгоценных камнях" к драгоценным камням относятся: природные алмазы , изумруды , рубины , сапфиры и александриты , а также природный жемчуг и уникальные янтарные образования в сыром (естественном) и обработанном виде.

Перечень драгоценных камней, установленный Федеральным законом "О драгоценных металлах и драгоценных камнях", включает 7 наименований (алмаз, изумруд, рубин, сапфир, александрит, жемчуг, янтарь), однако рынок драгоценных и ювелирно-поделочных камней в России насчитывает более

1000 наименований. Из них ~ 100 имеют собственные месторождения с разведанными запасами .

3.4. Физические свойства минералов

Минералы как физические тела обладают широким разнообразием таких свойств, как цвет, твердость, блеск, удельный вес и др. В зависимости от химического состава и кристаллической структуры эти свойства у различных минералов проявляются по-разному. Каждый минерал характеризуется, какими либо особыми признаками, по которым его можно всегда отличить от других.

Очень многие минералы можно совершенно точно определить по комплексу характерных физических свойств. Нужно заметить, что для многих минералов существуют специфические, только каждому из них в отдельности свойственные, тонкие особенности, которые при первом знакомстве нелегко схватить и передать словами. Особенно это относится к оттенкам цвета, густоте окраски, характеру излома, блеска и пр. Тем не менее уже при некотором опыте глаз настолько привыкает улавливать эти характерные свойства минералов, что в дальнейшем они служат решающими диагностическими признаками.

Во времена далекого прошлого, когда люди еще не имели никакого представления ни о химии вообще, ни о химических элементах в частности, эти особые признаки минералов были хорошо известны, и «рудознатцы» по ним безошибочно находили те полезные ископаемые, которые для них в то время представляли ценность .

Главнейшие свойств минералов, которые имеют наибольшее диагностическое значение.

К этим свойствам относятся:

1. морфологические особенности - облик кристаллов, штриховатость граней;

2. оптические - прозрачность, цвет минералов, цвет черты, блеск;

3. механические - спайность, излом, твердость.

Морфологические особенности кристаллов минералов. Исходя из того, что любое тело в пространстве имеет три измерения, мы среди

разнообразных форм кристаллов и кристаллических зерен прежде всего должны выделить следующие основные типы .

1. Изометрические формы, т. е. формы, одинаково развитые во всех трех направлениях в пространстве.

2. Формы, вытянутые в одном направлении, т. е. призматические, столбчатые, шестоватые, игольчатые, волосистые кристаллы, волокнистые образования.

3. Формы, вытянутые в двух направлениях при сохранении третьего короткого. Сюда следует отнести таблитчатые, пластинчатые, листоватые и чешуйчатые кристаллы.

Штриховатость для ряда минералов - широко распространенное явление, которое может служить важным диагностическим признаком.

У одних минералов она проявляется вдоль вытянутости кристаллов, у других - поперек, или штрихи одной грани расположены перпендикулярно по отношению к каждой соседней грани.

Штриховатость граней может быть различного происхождения:

1) комбинационная, обусловленная многократным повторением узких граней (алмаз, турмалин);

2) двойниковая - как результат полисинтетического сложения кристаллов (сфалерит, иногда плагиоклазы и др.);

3) индукционная, обусловленная взаимным влиянием соприкасающихся

одновременно растущих кристаллов.

Оптические свойства.

1.Прозрачность.

В зависимости от степени прозрачности все минералы, делят на следующие группы:

1) прозрачные - горный хрусталь, исландский шпат, топаз и др.;

2) полупрозрачные - изумруд, сфалерит, киноварь и др.;

3) непрозрачные- пирит, магнетит, графит и др.

2.Цвет минералов.

Окраска минералов невольно обращает на себя внимание при первом же знакомстве с ними и потому является одним из важнейших признаков, свойственных минералам. Вполне естественно поэтому, что многие названия даны минералам именно по этому признаку.

Примеры: лазурит, азурит (от франц. azur -лазурь), хлорит (от греч. хлорос - зеленый), родонит (от греч. родон -розовый), рубин (от лат. ruber - красный), крокоит (от греч. крокос - шафран, т. е. здесь имеется в виду его краснооранжевый цвет), аурипигмент(от лат. aurum - золото), хризолит, хризоберилл (от греч. хризос - золото), эритрин (от греч. эритрос - красный), гематит (от греч. гематикос - кровавый), альбит (от лат. albus - белый), меланит (от греч. мелас - черный)

Механические свойства.

1.Спайность.

Спайностью называется способность кристаллов и кристаллических зерен раскалываться или расщепляться по определенным кристаллографическим плоскостям, параллельным действительным или возможным граням. Этот признак, являющийся характерным для каждого данного кристаллического вещества, служит одним из важных диагностических признаков, помогающих определить минерал. На практике важно различать степень совершенства проявления спай.

2.Твердость.

Под твердостью подразумевают степень сопротивления, которое способен оказать данный минерал какому-либо внешнему механическому воздействию, в частности царапанию. В обычной минералогической практике применяется наиболее простой способ определения твердости царапанием одного минерала другим, т. е. устанавливается относительная твердость минералов. Для оценки этой твердости принимается шкала Мооса, представленная десятью минералами, из которых каждый последующий своим острым концом царапает все предыдущие. За эталоны этой шкалы приняты следующие минералы в порядке твердости от 1 до 10:

1) тальк - Mg32;

2) гипс - Ca(SO4).2H2O;

3) кальцит - Са(СО3);

4) флюорит - CaF2;

5) апатит - Са53F;

6) ортоклаз - K;

7) кварц - SiO2;

8) топаз -Al2(F,OH)2;

9) корунд - Аl2O3;

10) алмаз - С.

3.5. Область применения минералов

Большую роль в жизни человека играют поделочные камни. Помимо драгоценных камней, идущих большей частью на украшения и художественные изделия, многие цветные камни используются для облицовки стен. Лучшие сооружения нашей Родины украшаются розовым родонитом, разноцветной яшмой, мрамором, кварцитами. Кварц, исландский шпат, слюда, турмалин, флюорит идут для изготовления оптических приборов. Из агата, корунда, циркона и других твердых минералов изготовляются подшипники для часов и других точных приборов. Алмаз (карбонадо), корунд, гранат, кварц употребляются в качестве абразивных материалов при шлифовании и полировании предметов Мягкие и жирные минералы (тальк, графит) применяются в качестве наполнителей, для смазки трущихся частей механизмов и т. п.

3.6. Физико-химические свойства самоцветов, имеющихся в Кузбассе и их применение.

Недра современного Кузбасса были впервые исследованы в 1721 году немецким картографом Мессершмидтом. В нашем регионе существуют Тайметское, Шерегешское, Кондомское месторождение минерального сырья. Особо богата земля южной Шории минералами аметиста, агата, сердолика, яшмы [ 5].

Самоцветы обладают:

1.Разнообразием кристаллической структуры

2. высокой твердостью

3. прозрачностью

4. красивым цветом и рисунком

5. блеском

6. большой светорассеяностью

7. способностью к огранке, шлифовке и полировке

Таблица 1

Физико-химические свойства и применения самоцветов

Название минерала	Свойства	Применение	Интересные факты
Аметист	1.Химическая формула SiO 2 2.Форма кристаллов – пирамидальная 3. цвет - пурпурно-синий, красно-фиолетовый 4. прозрачность - прозрачный, полупрозрачный 5. блеск - стеклянный 6. твердость по шкале Мооса - 7 7. плотность -2,65см 3 8. излом - раковистый	1. Ювелирные изделия 2. Лечебные свойства От бессонницы От депрессии Нормализует работу эндокринной и нервной системы Улучшает кровообращение Способствует умиротворению и успокоению.	Аметист означает «опьяняющий». Его носили, чтобы уберечь себя от пьянства.
Агат	1.Химическая формула SiO 2 2. цвет – серые и бурые тона, зеленые, голубые 3. твердость по шкале Мооса – 6,5 до 7 4. плотность -2,5 -2,8см 3 5. излом - раковистый	1. Ювелирные изделия 2. Поделочный материал – сувениры, посуда, шкатулки, деловые аксессуары, столешницы, печати, пряжки, флаконы для духов. 3. В промышленности – химические ступки, подпятники, втулки и другие детали в точном приборостроении.	Агат любимый драгоценный камень известного немецкого ювелира Фаберже.
Сердолик	1.Химическая формула SiO 2 и Fe 2.цвет – коричнево-красный, оранжево-красный, оранжево-желтый 4. блеск – от стеклянного до воского 5. плотность -2,7см 3 6. твердость по шкале Мооса – 6,8 до 7	1. Ювелирные изделия 2. Поделочный материал – сувениры, статуэтки. 3. Лечебные свойства Заболевания кожи Костную систему Нормализует давление Очищает кровь.	В качестве талисмана сердолик используется для притягивания достатка, развития таланта.

Яшма	1. Химическая формула SiO 2 +Fe 2 O 3 +Al 2 O 3 + CaO 2. цвет- черный, белый, разнообразие различных оттенков 3. прозрачность – непрозрачный 4. блеск – от стеклянного до воского, шелковистый 5. плотность -2,7см 3 6. твердость по шкале Мооса – 6,5 до 7	1. Ювелирные изделия 2. Поделочный материал – камины, облицовочные плиты, мозаичные полы, напольные вазы 3. В промышленности – химические ступки, обработочные валы и др.	Яшма легко поддается шлифовке и полировке, поэтому считается одним из наиболее доступных декоративных материалов. Яшму использовали в эпоху палеолита. Древние люди изготавливали из нее инструменты и оружие

Заключение:

В результате исследования я узнал, когда впервые люди узнали о минералах и драгоценных камнях, что такое минералы и самоцветы.

Собрал информацию о классификации минералов, об их физико-химических свойствах, о диагностических признаках минералов, о месторождениях минералов в Кузбассе.

Собрал сведения о физико-химических свойствах самоцветах – аметисте, агате, сердолике и яшм Самоцветы (драгоценные камни) обладают достаточной твердостью по шкале Мооса от 6,5 до 7 и достаточной прочностью, это подтверждает область их применения. В интернете нашел фотографии самоцветов и некоторые интересные факты о камнях.

В итоге я пришел к следующим выводам.

ВЫВОДЫ

1. Минералы известны с глубокой древности 384–322 гг. до н. э.

2. Минералы это природные однородные тела, имеющие определенный химический состав и физические свойства.

3. Драгоценные камни - минералы , отличающиеся особой красотой и прочностью, хорошим блеском и цветовой игрой .

3. В Кузбассе добывают минералы – агат, аметист, сердолик, яшму.

4. После обработки минералов получают самоцветы.

5. Непременным качеством драгоценных камней является прочность и достаточно высокая твердость , обеспечивающие их продолжительную сохранность во времени. https://accounts.google.com