ископаемые , минеральное сырьё, природные минеральные образования земной коры неорганического и органического происхождения, которые могут быть эффективно использованы в сфере материального производства. По физическому состоянию П. и. делятся на твёрдые ( угли ископаемые , руды , нерудные полезные ископаемые ) , жидкие ( нефть , минеральные воды ) и газообразные ( газы природные горючие и инертные газы).
Геологические условия образования и региональные закономерности размещения месторождений . П. и. формировались в течение всей истории развития земной коры, вследствие эндогенных и экзогенных процессов. Вещества, необходимые для образования П. и., поступают в магматических расплавах, жидких и газообразных растворах из верхней мантии, земной коры и поверхности Земли.
Магматогенные (эндогенные) месторождения подразделяются на несколько групп. Так, при внедрении в земную кору и остывании магматических расплавов образуются магматические месторождения . С интрузивами основного состава связаны руды Cr, Fe, Ti, Ni, Cu, Со, группы платиновых металлов и др.; к щелочным массивам магматических пород приурочены руды Р, Та, Nb, Zr и редких земель. С гранитными пегматитами генетически связаны месторождения слюды, полевых шпатов, драгоценных камней, руд Be, Li, Cs. Nb, Ta, частью Sn, U и редких земель. Карбонатиты , ассоциированные с ультраосновными - щелочными породами, представляют собой важный тип месторождений, в которых накапливаются руды Fe, Cu, Nb, Ta, редких земель, а также апатита и слюд. В контактово-метасоматических месторождениях, особенно в скарнах , находятся руды Fe, Cu, Со, Pb, Zn, W, Mo, Sn, Be, U, Au, скопления горного хрусталя, графита, бора и др. П. и. Большое количество П. и. концентрируется в пневматолитовых месторождениях и гидротермальных месторождениях . Среди них главное значение имеют месторождения руд Cu, Ni, Со, Zn, Pb, Bi, Mo, W, Sn, Li, Be, Ta, Nb, As, Sb, Hg, Cd, In, S, Se, Au, Ag, U, Ra, а также кварца, барита, флюорита, асбеста и др.
Седиментогенные месторождения, возникающие при экзогенных процессах, подразделяются на осадочные, россыпные и выветривания. Осадочные месторождения формируются на дне морей, озёр, рек и болот, образуя пластовые залежи во вмещающих их осадочных горных породах. Россыпи , содержащие ценные минералы (золото, платину, алмазы и др.), накапливаются в прибрежных отложениях океанов и морей, а также в речных и озёрных отложениях, на склонах долин. Месторождения выветривания связаны с древней и современной корой выветривания , для которой характерны инфильтрационные месторождения руд урана, меди, самородной серы и остаточные месторождения никеля, железа, марганца, бокситов, магнезита, каолина.
В обстановке высоких давлений и температур, которые господствуют в глубоких недрах, преобразуются ранее существовавшие месторождения с возникновением метаморфогенных залежей (например, железной руды Криворожского бассейна и Курской магнитной аномалии, золотые и урановые руды Южной Африки) либо образуются вновь в процессе метаморфизма горных пород (месторождения мрамора, андалузита, кианита, графита и др.).
Исследование связей между месторождениями П. и., гл. чертами геологического строения и геологической истории данной территории, а также её геохимическими, гидрогеологическими и геоморфологическими особенностями служит научной основой для поисков и разведки П. и. и позволяет выявлять закономерности размещения их месторождений (см. Геологическая съёмка , Карты полезных ископаемых . Поиски геологические , Прогнозные карты , Разведка месторождений полезных ископаемых).
Крупные, географически и геологически обособленные территории, с приуроченными к ним определёнными группами месторождений, называют провинциями П. и. Закономерности размещения П. и. в пределах провинций зависят от принадлежности региона к геосинклиналям, платформам и зонам тектоно-магматической активизации, от их геологического возраста, эпохи формирования П. и., полноты проявления стадий геологического развития данного участка земной коры, характера распространённых в пределах провинции тех или иных формаций горных пород, глубины эрозионного среза и др.
Рудные провинции выделяются по принципу оконтуривания площадей развития месторождений определённой эпохи. Они подразделяются на рудные области, а последние - на рудные районы с развитыми в их границах месторождениями определённых рудных формаций. На территории рудных районов обособляются рудные поля с совокупностью месторождений, объединяемых общностью происхождения и геологической структуры. Рудные поля состоят из рудных месторождений, охватывающих одно или несколько сближенных рудных тел, пригодных для разработки одним рудником.
В соответствии с характером формаций горных пород и ассоциированных с ними руд различают типы провинций. Например, фемические, или уральского типа, с преобладающим развитием формаций базальтоидной магмы и свойственными им месторождениями руд Fe, Ti, V, Cr, платиноидов, Cu. Им противопоставляются сиалические, или верхоянского типа, провинции с преобладанием формаций гранитоидной магмы и связанными с ними месторождениями руд Sn, W, Be, Li.
Иногда провинции выделяют по сочетанию специфических для них месторождений П. и. и их географическому положению [например, оловянная провинция Дальнего Востока, Украинская графитоносная провинция, Тунгусская графитоносная провинция, золотоносная провинция Колымы, свинцово-цинковая провинция долины Миссисипи в США (см. Миссисипской долины свинцово-цинковые месторождения ) , Средиземноморская бокситовая провинция и др.].
Важнейшие рудные провинции отвечают основным этапам геологического развития Земли и металлогеническим эпохам : альпийской (внутренняя часть Тихоокеанского геосинклинального пояса , Средиземноморский геосинклинальный пояс ) , киммерийской (внешняя часть Тихоокеанского геосинклинального пояса), герцинской ( Урало-Монгольский складчатый геосинклинальный пояс ) , каледонской (например, Норвегия, Западный Саян), рифейской (южная окраинная часть Сибирской платформы ) , протерозойской (Восточно-Европейская и Сибирская платформы). См. также Бассейн полезного ископаемого и Металлогения .
В пределах угленосных провинций различают угольные бассейны, районы и месторождения. В нефтегазоносных провинциях (или бассейнах) выделяют области, районы, зоны нефтегазонакопления и нефтяные, газовые или нефтегазовые месторождения (см. Нефть ) .
Учение о П. и. Первые представления об условиях образования П. и. появились ещё до н. э. Греческий философ Фалес (7 в. до н. э.) выдвинул гипотезу о том, что первоисточником всего живого и мёртвого является вода (см. Нептунизм ) . Век спустя Гераклит и несколько позже Зенон утверждали, что П. и. образовались под воздействием огня (см. Плутонизм ) . В средние века Г. Агрикола исследовал условия образования П. и. и впервые классифицировал месторождения по форме залегания. М. В. Ломоносов положил начало изучению генезиса П. и. в развитии. Этому были посвящены также работы плутониста Дж. Геттона и нептуниста А. Вернера. Из русских геологов значительный вклад в геологию П. и. внесли Д. И. Соколов, Г. Е. Шуровский, К. И. Богданович, В. А. Обручев и др.
В советское время дифференциация исследований П. и. по генезису привела к созданию крупных научных направлений: рудообразование (А. Г. Бетехтин, Ю. А. Билибин, А. Н. Заварицкий, Д. С. Коржинский, В. М. Крейтер, В. А. Николаев, В. И. Смирнов, С. С. Смирнов, А. Е. Ферсман и др.), твёрдые горючие ископаемые (А. А. Гапеев, И. И. Горский, Ю. А. Жемчужников, А. К. Матвеев, П. И. Степанов), геология нефти (Н. Б. Вассоевич, И. М. Губкин, С. И. Миронов, М. Ф. Мирчинк и др.), геология нерудных П. и. (П. М. Татаринов и др.).
За рубежом к концу 19 - началу 20 вв. в теории формирования месторождений П. и. сложилось несколько научных школ: американская (В. Линдгрен) - анализ геологических структур, контролирующих процесс формирования и локализацию скоплений П. и., моделирование природных физико-химических условий их формирования; немецкая (Г. Шнейдерхен) - изучение минерального вещества месторождений; французская (Л. де Лоне, Л. Эли де Бомон) - региональный анализ металлоносности; японская (Т. Като, Т. Вэтанаба) - исследование вулканогенного рудообразования. В учение о геологии угля внесли вклад В. Готан, Г. Потонье, Р. Тиссен и др.; нефти и природных газов - В. Гассоу, Х. Хёфер, Дж. Уайт и др.
Современное состояние учения о П. и. позволяет прогнозировать нахождение определённых типов П. и. на конкретной территории. Теория формирования П. и. требует дальнейших исследований (уточнения источников вещества, дающего начало П. и., форм их миграции, геологических и физико-химических параметров концентрации, а также глубины распространения П. и.).
Лит.: Смирнов В. И., Геология полезных ископаемых, 2 изд., М., 1969; Татаринов П. М., Условия образования месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых, 2 изд., М., 1963; Курс месторождений неметаллических полезных ископаемых, М., 1969; Матвеев А. К., Геология угольных бассейнов и месторождений СССР, М., 1960; Еременко Н. А., Геология нефти и газа, 2 изд., М., 1968; Линдгрен В., Минеральные месторождения, пер. с англ., в. 1-3, М., 1934-35; Шнейдерхен Г., Рудные месторождения, пер. с нем. под ред. В. И. Смирнова, М., 1958.
В. И. Смирнов.
Минеральные ресурсы . Совокупность П. и., заключённых в недрах (государства, континента или всего мира), составляет понятие минеральные ресурсы, которые являются основой для развития важнейших отраслей промышленного производства (энергетика, чёрная и цветная металлургия, химическая промышленность, строительство).
В зависимости от области промышленного применения среди минеральных ресурсов выделяют главнейшие группы: а) топливно-энергетическую (нефть, природный газ, ископаемый уголь, горючие сланцы, торф, урановые руды); б) рудные, являющиеся сырьевой основой для чёрной и цветной металлургии (железная и марганцевая руды, хромиты, бокситы, медные, свинцово-цинковые, никелевые, вольфрамовые, молибденовые, оловянные, сурьмяные руды, руды благородных металлов и др.); в) горно-химическое сырьё (фосфориты, апатиты, поваренная, калийные и магнезиальные соли, сера и её соединения, барит, борные
руды, бром и йодсодержащие растворы); г) природные строительные материалы и большая группа нерудных П. и., а также поделочные, технические и драгоценные камни (мрамор, гранит, яшма, агат, горный хрусталь, гранат, корунд, алмаз и др.); д) гидроминеральные (подземные пресные и минерализованные воды).
Табл. 1 . - Запасы и добыча важнейших полезных ископаемых капиталистических и развивающихся странах (по континентам)
Полезные ископаемые
Всего
Европа
Азия
Африка
Сев. Америка
Юж. Амери-
ка
Авст-
ралия и Океа-
ния
Нефть, млн. т
запасы
71241
1185
50221
8892
6918
3725
300
добыча
2179
16
975
279
674
219
16
Природный газ,
млрд. м3
запасы
36200
4995
11090
7120
9778
1705
1510
добыча
933
123
45
4
736
22
3
Уголь
запасы, млрд. т
743
276
109
31
270
4
53
добыча, млн. т
1290
427
140
64
567
8
84
Уран, тыс. т
запасы1
1080
69,5
7
348
516
10
129,5
производство2
23,23
1,9
0,08
4,9
1625
0,1
-
Железная руда, млн. т
запасы
62458
11850
99,14
5796
14448
13215
7234
добыча
487
122
42
62
122,2
75,3
63
Бокситы, млн. т
запасы
3456
101
143
1391
423
320
1078
добыча
55,9
5,7
4
3,7
17,3
10,9
14,4
Медь, млн. т
запасы4
250
6,5
18
51
98,8
67,6
8,5
производство
5,5
0,15
0,4
1,4
2,26
0,95
0,3
Свинец, млн. т
запасы4
63,7
10,8
3,6
3,8
32
4,5
9
производство
2,45
0,3
0,13
0,2
1,15
0,25
0,42
Цинк, млн. т
запасы4
105,7
18
8,6
4,7
55,8
8,6
10
производство5
4,26
0,64
0,42
0,27
2,06
0,4
0,47
Никель, тыс. т
запасы4
49320
1350
7270
1270
10600
1530
27300
производство5
465
16
13
24
264
4
144
Олово, тыс. т
запасы4
2800
145
1450
305
39
696
160
производство5
194,6
4,5
124
17,2
0,6
36,4
12
Калийные соли,
млн. т K2O
запасы
11000- 21000
2600
2000
-
6400- 16400
-
-
добыча
11,9
4,7
0,6
0,3
6,3
0,004
-
Фосфориты, млн. т
запасы
20900
6
554
69,3
10500
1630
1280
добыча
66,2
0,03
1,75
25,6
35,1
0,2
3,5
1 Запасы U3O8 в руде. 2 Производство U3O8 в концентрате. 3 Добыча в пересчёте на товарную руду. 4 Запасы металла в руде. 5 Производство металла в концентрате.
Подобная группировка минеральных ресурсов условна, т.к. области промышленного применения одних и тех же П. и. могут быть различными (например, нефть и газ - не только экономичные виды топлива, но и важнейшее технологическое сырьё для химической промышленности).
Минеральные ресурсы имеют количественную оценку, выражаемую запасами полезных ископаемых , выявленных и разведанных; при этом величина разведанных запасов минерального сырья изменяется в зависимости от размеров добычи П. и., степени разведанности (прироста разведанных запасов), а также от развития геологических знаний о строении земной коры и возможных концентрациях П. и. в различных её частях. Данные о суммарных достоверных и вероятных запасах важнейших видов минерального сырья и о размерах его добычи по континентам (запасы на начало 1973, добыча за 1972) приведены в табл. 1; в табл. 2 - ресурсы важнейших видов минерального сырья капиталистических и развивающихся стран (по данным 'Минеральные ресурсы промышленно развитых капиталистических и развивающихся стран', М., 1974).
Наиболее значительные запасы марганцевых РУД разведаны в Габоне, Бразилии, ЮАР, Индии и Австралийском Союзе; хромитов в ЮАР, Южной Родезии, Турции и на Филиппинах; кобальтовых руд в Заире, Замбии, Канаде и Н. Каледонии; вольфрамовых руд в Южной Корее, Австрал. Союзе, Боливии, Португалии, США, Бразилии; молибденовых руд в США, Канаде, Чили и Перу; ртутных руд в Испании, Италии, Турции и Мексике; сурьмяных руд в Боливии, ЮАР, Турции, Таиланде и Мексике; асбеста в Канаде и Южной Родезии; калийных солей в Канаде, ФРГ, США и Франции; фосфоритов в США, Марокко, Алжире, Тунисе, Перу и Австралийском Союзе; самородной серы в Ираке, Мексике, США, Иордании, Японии и Италии.
О ресурсах руд благородных металлов и алмазов можно судить по данным о размерах их добычи, которая за 1972 составила: золота (в т ) - в ЮАР свыше 910, Канаде 65, в США 44, Гане 23, в Австрал. Союзе 23; серебра (производство, в т ) - в Канаде около 1500, в Перу 1250, Мексике и США по 1160, в Австралийском Союзе 700; платиновых металлов (в т ) - в ЮАР около 42, Канаде 12,4; алмазов (в млн. карат) - в Заире 13,4, ЮАР 7,4, Гане 2,6, Ботсване - 2,4, Анголе - 2,2, Сьерра-Леоне - 1,8, Намибии - 1,6.
Многие промышленно развитые государства (Япония, Великобритания, ФРГ, Франция и др.) не располагают достаточным количеством минеральных ресурсов; даже США, богатые многими видами минерального сырья, зависят от ввоза никеля, марганца, бокситов, олова, вольфрама, слюды, алмазов и др.
Крупными минеральными ресурсами располагают социалистические страны, особенно СССР.
Табл. 2 . - Ресурсы важнейших видов минерального сырья в капиталистических и развивающихся странах (достоверные и вероятные запасы на начало 1973)
Страна
Запасы
Страна
Запасы
Нефть, млрд. т
Бокситы, млрд. т
Саудовская Аравия
Кувейт
Иран
США
Ливия
Ирак
Абу-Даби
Нигерия
Венесуэла
Канада
Индонезия
18,8
11,2
8,9
4,9
4
3,9
2,7
2,0
1,9
1,4
1,4
Гвинея
Австралийский Союз
Ямайка
Суринам
1,2
1,1
0,3
0,2
Природный газ, млрд. т
Медь (металла в руде), млрд. т
США
Иран
Алжир
Нидерланды
Канада
Саудовская Аравия
Великобритания
Кувейт
Нигерия
Австралийский Союз
7,7
5,7
4,7
2,5
1,6
1,4
1,3
1,1
1,1
1
США
Чили
Замбия
Заир
Перу
Канада
Мексика
Австралийский Союз
Филиппины
Иран
Испания
Индия
69
46
26,4
20
20
17,7
11
6,3
6
5
3,8
2,5
Каменный и бурый уголь, млрд. т
(достоверные запасы)
Свинец и цинк, млрд. т
США
ФРГ
Великобритания
Индия
Канада
Австралийский Союз
ЮАР
215
133
127
93
55
53
25
США
Канада
Австралийский Союз
Мексика
Перу
Испания
ФРГ
Швеция
17 и 23
11 и 28
9 и 10
4,1 и 6
2,8 и 5,8
3,4 и 5,4
2,3 и 2,5
2,3и 2,4
Уран (U3O8), млрд. т
Никель (металла в руде), млрд. т
США
Канада
ЮАР
Австралийский Союз
Намибия
Франция
Нигер
Габон
Алжир
300
214
182
130
90
41
24
18
12
Новая Каледония
Канада
Австралийский Союз
Филиппины
Индонезия
Греция
22,1
8,8
5,2
4,1
3,0
1,2
Железная руда, млрд. т
Олово (металла в руде), млрд. т
Бразилия
Канада
Индия
Австралийский Союз
США
Франция
Великобритания
Швеция
Венесуэла
ЮАР
10
8,5
8,5
7
5,5
4,5
2,7
2,4
2
1,2
Малайзия
Индонезия
Боливия
Бразилия
Таиланд
Австралийский Союз
Нигерия
Великобритания
Заир
Лаос
Бирма
600
500
386
300
220
160
140
130
70
60
50
Советский Союз занимает первое место в мире по разведанным запасам и добыче угля, железных и марганцевых руд, калийных солей, первое место по запасам и второе по добыче природного газа и асбеста, второе место по добыче нефти, ведущее место по запасам, добыче и производству многих цветных металлов, фосфатных удобрений, хромита и др. П. и. В СССР сосредоточено около 50% мировых прогнозных угольных ресурсов: геологические запасы каменного угля, подсчитанные до глубины 1800 м и бурого угля до 600 м, оцениваются в 6800 млрд. т, из которых свыше 260 млрд. т разведаны по категориям А, В и C1. Значительны сырьевые ресурсы нефти и природного газа. Прогнозные геологические запасы природного газа превышают 120 трлн. м3 (около 30% мировых), в том числе разведанные составляют около 23 трлн. м3, из которых свыше 60% сосредоточено в крупнейших месторождениях Тюменской обл. Разведанные запасы железных руд составляют около 40% мировых ресурсов и марганцевых руд - свыше 75% мировых запасов. Общие балансовые запасы железных руд в СССР превышают 100 млрд. т, в том числе разведанные - 60 млрд. т. Выявлены крупные ресурсы калийных солей, фосфатных руд, алюминиевого сырья, меди, никеля, свинца, цинка, вольфрама, молибдена, олова, сурьмы, редких и благородных металлов, асбеста, графита, слюды, флюорита, магнезита, серы, каменной соли, борных руд, разнообразных каменных строительных материалов и многое др. СССР стал крупным экспортёром минерального сырья и его продуктов, в первую очередь в другие социалистические страны.
В Албании разведаны месторождения хромитов и никелевых руд. Болгария располагает залежами угля и лигнитов, железных руд, рудами свинца, цинка и меди, а также минеральными водами. В Венгрии имеются значительные запасы бокситов; разведаны месторождения бурого угля, лигнитов, руд марганца, залежи нефти и газа. В ДРВ выявлены месторождения каменного угля, железные руды, апатита, руд олова, вольфрама, свинца и цинка. ГДР занимает одно из ведущих мест в мире по запасам бурых углей и калийных солей, известны месторождения медных руд, флюорита, свинцово-цинковых и урановых руд. В Китае имеются крупные запасы каменного и бурого углей, железных руд, а также руд олова, ртути, сурьмы, вольфрама, молибдена, титана, ванадия, свинца, цинка, серебра и др. В КНДР известны месторождения каменного и бурого угля, руд железа, меди, свинца, цинка, вольфрама, молибдена, хрома, кобальта, никеля, графита, магнезита. Куба располагает залежами руд кобальта никеля и меди. В Монголии выявлены месторождения каменного угля, железных руд, золота, пьезокварца, фосфоритов, флюорита, руд олова, меди и др. цветных металлов. В Польше расположен крупнейший в Европе Силезский бассейн высококачественных каменных углей; выявлены месторождения руд меди, самородной серы, свинца и цинка, поваренной соли, магнезита, гипса. Значительными минеральными ресурсами располагает Румыния, где известны месторождения нефти и газа, а также залежи углей, лигнитов, руд цветных металлов, каменной соли, барита. В Чехословакии разведаны крупные месторождения каменного и бурого углей, лигнитов, магнезита, каолина и графита; известны также месторождения руд сурьмы, олова, вольфрама, флюорита. Югославия располагает большими запасами высококачественных бокситов, по добыче которых страна занимает ведущее место в Европе; выявлены также значительные месторождения руд ртути, сурьмы, свинца, цинка, меди, железа, магнезита, барита, каменной соли, лигнитов.
Рост промышленного производства в большинстве стран обусловливает возрастающую потребность в минеральных ресурсах. Мировая горная промышленность ежегодно увеличивает производство на 4-8% (см. Разработка месторождений полезных ископаемых ) . За 1951-70 мировая добыча нефти возросла в 4,5 раза, природного газа более чем в 5 раз, железной руды почти в 3 раза, угля в 1,6 раза, мировое производство цемента в 3,5 раза. За этот период производство цветных металлов в капиталистических и развивающихся странах увеличилось: свинца в 1,6 раза, меди и цинка в 2,2 раза, никеля в 3,9 раза, молибдена в 5 раз, алюминия более чем в 6 раз, магния в 9,6 раза.
В 70-х гг. в мире ежегодно добывается около 6,5 млрд. т угля, нефти и газа в (пересчёте на условное топливо), а к началу 2-го тыс. по прогнозам потребуется извлечь из недр 20-25 млрд. т топливных минеральных ресурсов. В 1970 было добыто около 400 млн. т железа (металла в руде); к концу 20 в. будет ежегодно извлекаться свыше 1 млрд. т.
В отличие от многих природных ресурсов, минеральные богатства земли невозобновимы. Поэтому всё более важной становится проблема наиболее эффективного и комплексного использования минерального сырья, в том числе резкое уменьшение его потерь (см. Потери полезных ископаемых ) при добыче и переработке. При разработке комплексных руд необходимо добывать не только основные компоненты. Например, из многих железных руд можно извлекать также кобальт, никель, титан, ванадий, фосфор и др. ценные элементы. Почти все редкоземельные и рассеянные элементы, необходимые в новой технике, не образующие в природе самостоятельных месторождений, могут быть получены лишь при комплексной переработке руд цветных металлов. Важное экономическое значение имеет использование попутного нефтяного горючего газа, а также серы и гелия, содержащихся в природном газе многих месторождений.
На доступных современной технике глубинах вероятность открытия новых месторождений сокращается, поэтому наряду с увеличением глубин, с которых добываются П. и., в возрастающих объёмах вовлекаются в разработку месторождения с пониженным содержанием П. и., в том числе с бедными или труднообогатимыми рудами (см. Обогащение полезных ископаемых ) . Начата добыча П. и. в промышленных масштабах в недрах Мирового океана. Кроме месторождений нефти и газа, прогнозные запасы которых весьма значительны, представляют интерес подводные месторождения титана, олова, скопления железо-марганцевых конкреций (содержащих никель, кобальт, медь), широко распространённые на дне Тихого и Индийского океанов. Важным резервом минерального сырья являются воды Мирового океана (см. Океан , раздел Минеральные и энергетические ресурсы) и подземные рассолы.
Сведения о важнейших видах минеральных ресурсов и их размещении приведены также в статьях о соответствующих П. и., в статьях об отдельных государствах.
Лит.: Быховер Н. А., Экономика минерального сырья, т. 1-3, М., 1967-71: Обзор минеральных ресурсов стран капиталистического мира (капиталистических и развивающихся стран), М., 1974; Мирлин Г. А., Минеральные богатства СССР, 'Плановое хозяйство', 1972, | 11 .
Г. А. Мирлин.