4 years назад
Нету коментариев

Наша голубая планета — это оазис жизни в космиче­ской пустыне Солнечной системы. И в этом оазисе че­ловек в настоящее время занимает главенствующее по­ложение. Он стал менее зависим от неблагоприятных проявлений сил природы. Однако надо признаться, что благополучие человеческого общества все же определя­ется состоянием окружающей среды и богатством при­родных ресурсов.

Геологические науки играют большую роль в изу­чении природных ресурсов, времени и места их возник­новения и особенностей размещения. Геологи занима­ются не только решением задач, связанных с поиском и разведкой месторождений полезных ископаемых и их эксплуатацией, но и пытаются ослабить влияние не­благоприятных факторов на окружающую среду во время добычи минерального сырья. Геологи совместно с биологами и экологами разрабатывают наиболее эф­фективные мероприятия по предотвращению пагубных воздействий на атмосферу, леса, поля, поверхностные и грунтовые воды последствий открытых и подземных разработок полезных ископаемых. Эти же вопросы возникают в связи с размещением тех или иных горно­рудных предприятий, расположением электростанций, строительством каких-либо крупных объектов и, нако­нец, утилизацией отходов производства.

Природные ресурсы, так же как и полезные ископае­мые, традиционно подразделяются на энергетические и минеральные.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ

Энергетические ресурсы включают в себя горючие полезные ископаемые и некоторые виды энергии (сол­нечная, приливов и отливов и т.д.). К ним относятся: во-первых, образования, в которых сконцентрирована и1 длительное время сохраняется солнечная энергия — это скопления органических остатков древнейших пред­ставителей животного и растительного царства; во-вто­рых, минералы и горные породы, обогащенные разнооб­разными радиоактивными элементами (например, урановые руды и др.); в-третьих, гидроэнергия, солнеч­ная и, наконец, геотермальная энергия, или теплота подземных источников. В трех перечисленных видах энергия аккумулируется и транспортируется в том или ином виде, движущая сила геологических процессов — гравитация, солнечная энергия, радиоактивный распад, внутреннее тепло Земли.

Сложная смесь жидких углеводородов в естествен­ном состоянии встречается в виде нефти. Существует два мнения о ее происхождении. Одни ученые считают нефть продуктом неорганического происхождения, дру­гие, наоборот, — органического. Доказательства органи­ческого происхождения нефти довольно убедительны. Многие согласны с тем, что нефть образуется из расти­тельных и животных остатков, 99% ее залежей распо­лагается только в толщах осадочных пород.

До сих пор не разгадан процесс превращения исход­ного (материнского) органического вещества в нефть. Предполагают, что этому благоприятствует определен­ная жизнедеятельность бактерий, конкретные давление и температуры, дополнительный привнес углеводородов из недр Земли, а также фактор времени.

Роль бактерий в нефтеобразовании заключается в том, что некоторые из них могут извлекать кислород, азот, фосфор, серу из органического вещества и таким образом обогащать относительное содержание углево­дородов. Другие бактерии сами производят природный газ — метан, но неизвестно, может ли он перейти в нефть, а если да, то каким образом?

Горные породы, в которых находится нефть, делятся па материнские (т.е. породы из которых она образует­ся) и коллекторы. К нефтематеринским породам отно­сятся мощные толщи темных глин или глинистых из­вестняков, содержащих тонкорассеянное органическое вещество. В коллекторах (т.е. проницаемых породах) нефть скапливается. Такими коллекторами являются песчаники или пористые известняки и доломиты, а так­же известняковые рифы. В погребенных рифовых мас­сивах довольно часто содержатся огромные запасы нефти.

Очень большие нефтяные залежи сосредоточены на территории Ближнего и Среднего Востока: Крупнейши­ми нефтеносными районами являются страны Аравий­ского полуострова, а также Ирак, Сирия, страны Ка­рибского региона, США, Канада, Мексика, некоторые страны Южной Америки и Индонезия. В Советском Союзе нефтеносные районы расположены в Западной Сибири, междуречье Урала и Волги и на Кавказе. Нефть добывается в Каспийском море, на шельфе Се­верного моря и в ряде других районов.

Природные углеводородные газы встречаются вме­сте с нефтью, заполняя в резервуарах свободное прост­ранство над нефтяными залежами или образуя само­стоятельные залежи. Природный газ в основном состо­ит из легко воспламеняющегося метана. Нефтяным месторождениям сопутствуют также этан, пропан, бу­тан и пары бензина. Природный газ — не только высококачественное топливо, но и ценное сырье для хими­ческой промышленности. Его удобно транспортировать по трубопроводам на большие расстояния.

Среди энергетических ресурсов необходимо особо выделить бурые и каменные угли, которые задолго до открытия горючих свойств нефти и газа были известны человеку как хорошее топливо. Колоссальное количе­ство угля извлечено из недр Земли и использовано в хозяйственной деятельности человека. Несмотря на это, запасы каменного угля настолько огромны, что при современном; потреблении его хватит еще на много лет.

В каменном и буром углях частично сохраняются структуры исходного растительного материала: Нередко среди угольных пластов встречаются хорошо сохра­нившиеся углефицированные отпечатки листьев, побе­гов; а также окаменелые остатки крон деревьев, не го­воря уже о ветках истволах.

Ископаемые угли состоят из продуктов разложения и изменения растительных остатков, образовавшихся при отмирании деревьев и кустарников. Превращение захороненного растительного вещества в торф, а затем в уголь происходит при участии микроорганизмов, под действием давления вышележащих слоев и при срав­нительно высоких температурах. Для накопления углей необходимы не только достаточное количество расти­тельного материала, но и определенные климатические условия.

Самыми древними в СССР являются нижнедевон­ские угли Барзасского месторождения (северо-западная оконечность Кузбасса) и Медвежьих островов в Барен­цевом море. Обычно промышленное значение имеют угольные пласты, сформированные в каменноугольном, юрском и меловом периодах.

К энергетическим ресурсам относятся также горючие сланцы и битуминозные песчаники. Последние содержат вязкий асфальт, образовавшийся в результате неполно­го извлечения нефти или удаления легких нефтяных фракций. Горючими сланцами называются глинистые или известковистые битуминозные породы, загорающие­ся от пламени спички. Они горят коптящим пламенем с характерным запахом битума. Их возникновение свя­зано с длительным преобразованием водорослей и план­ктона в мелководных пресных я морских водоемах. На дне водоемов отмерший материал подвергался разложе­нию без доступа воздуха, образовавшийся сапропель смешивался с минеральными веществами и под тяже­стью вышележащих пород уплотнялся.

Горючие сланцы в основном используются в каче­стве прямого энергетического топлива, нередко они пе­рерабатываются термическим путем на газ и жидкое топливо или из них получают различные горюче-смазоч­ные материалы. Огромные запасы горючих сланцев со­средоточены в Западной Сибири, а за рубежом — в Бра­зилии, США и Южной Африке. В СССР их добыча ве­дется в Эстонии.

МИНЕРАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ

На протяжении многих столетий, начиная, пожалуй, с самой глубокой древности, когда человек впервые взял в руки камень и использовал его в качестве орудия труда, люди изучают свойства полезных ископаемых. Вначале, случайно обнаружив скопления ценных мине­ралов и полезных ископаемых, например залежей меди, олова, железа, рудознатцы и рудокопы обращали вни­мание на характерные черты залежей и в дальнейшем пытались по этим особенностям найти новые скопления.

На протяжении многих лет опыт рудознатцев на­капливался и расширялся, пока в XIX в. не был обоб­щен передовыми геологами в виде основных принципов поиска полезных ископаемых.

В настоящее время прогнозирование и поиски мес­торождений полезных ископаемых — это самостоятель­ная дисциплина геологической науки. В ней рассматри­ваются условия формирования и локализации полезных ископаемых и на основе этого выделяются характерные признаки, с помощью которых удается предсказать местонахождение, а затем и обнаружить скопление цен­ных компонентов.

Большая группа полезных ископаемых образуется под воздействием гипергенных, или экзогенных, про­цессов.

Другие полезные ископаемые формируются в недрах Земли за счет эндогенных, или глубинных, процессов — магматизма, активной вулканической деятельности и метаморфизма, т.е. изменение состояния вещества под воздействием высокого давления и температур.

Какие же процессы являются гипергенными и како­ва их природа? Эти процессы развиваются в результате сложного взаимодействия атмосферы, гидросферы, био­сферы и верхней части литосферы. Перепады темпера­тур, текучие воды, в которых растворены различные соединения (в том числе и органические кислоты), и микроорганизмы участвуют в постепенном разрушении горных пород, залегающих на земной поверхности. В результате выветривания твердые монолиты сначала превращаются в рыхлые, а затем в глиноподобные об­разования. Их геологи называют корой выветривания. Горные породы не просто разрушаются, из них выно­сятся легко растворимые соединения. Таким образом коры выветривания постепенно обогащаются ценными компонентами. В них концентрируются в промышлен­ных масштабах гидроксиды алюминия и железа, окси­ды фосфора, марганца, никеля, кобальта и титана.

С течением времени коры выветривания подвергают­ся разрушению. Часть рыхлых продуктов уносится вет­ром, а другая — поверхностными водами. В процессе переноса рыхлый материал довольно часто обогащается и дополнительно перерабатывается. Тонкие частицы, переносимые ветром или поверхностными водами (в растворенном или во взвешенном состоянии), в конеч­ном итоге откладываются в каких-либо понижениях рельефа или морских бассейнах. Так формируются оса­дочные полезные ископаемые. К их числу относятся калийные и каменные соли, гипсы и доломиты, фосфо­риты, россыпи драгоценных металлов и камней, извест­няки и доломиты, руды марганца и железа и т.д.

Быстрое захоронение растительных остатков без доступа кислорода в озерно-болотных системах и на приморских низменностях, покрытых густыми лесами, похожими на современные мангровые заросли, приводит к образованию крупнейших залежей бурого и каменно­го угля.

Климат — важнейший фактор географической среды. При его непосредственном участии возникают ланд­шафты и изменяется лик Земли. Многие полезные ис­копаемые образуются только при определенных клима­тических условиях. Примером служат металлоносные коры выветривания, алюминиевые руды (бокситы), же­лезные и марганцевые руды, фосфориты, каменная и калийная соль, гипсы и ангидриты, россыпи благород­ных и редких металлов и камней, каменные и бурые угли и др. Каждый из перечисленных типов полезных ископаемых формируется во вполне определенном кли­мате и в конкретных природных (ландшафтных) обста­новках. Одни из них концентрируются в прибрежных участках теплых морей, другие — в мелководных мор­ских бассейнах с повышенной соленостью, третьи — на приморских низменностях, а четвертые — в пределах возвышенных участков суши.

Если мы знаем климатические условия формирова­ния того или иного рудного компонента и палеоклиматические особенности территории, то можно с достаточ­но высокой степенью точности предсказать возможность образования определенных типов рудных компонентов. Следовательно, реконструкции древнего климата явля­ются важнейшим признаком прогнозирования место­рождений полезных ископаемых. В настоящее время все большее число месторождений открывается именно бла­годаря детальным палеоклиматическим и палеоланд­шафтным исследованиям. Эти исследования проводятся как в глобальном масштабе, т. е. для всей планеты в целом, так и для небольших территорий.

Наиболее интенсивно процесс образования кор вы­ветривания протекает в условиях жаркого влажного климата. Рудоносные коры в данном климате сосредо­точены на относительно приподнятых плато и равнинах, покрытых влажными лесами. Коры выветривания, рас­положенные на приморских низменностях и в местно­стях с обильным увлажнением, являются ценным сырь­ем для керамической промышленности.

Продукты выветривания с течением времени пере­носятся поверхностными водами и ветром и постепенно накапливаются в понижениях рельефа. В этом случае во время транспортировки материала происходит вто­ричное обогащение ценными рудными компонентами. Таким путем формируются вторичные месторождения рудоносных кор выветривания.

В областях относительно прохладного климата пре­образование горных пород останавливается на стадии механического разрушения. Обломки пород различной размерности переносятся водотоками. В процессе пере­носа во взвешенном состоянии, а также волочения по дну рек обломки пород еще больше истираются и со­держащиеся в них рудные компоненты (тяжелая фрак­ция) оседают на дно. Таким путем образуются речные россыпи золота, платины, олова, алмазов, циркона, ильменита и др. Аналогичные россыпи формируются и вдоль побережья крупных континентальных водоемов и морей. В концентрации полезных рудных компонентов такого рода ведущая роль принадлежит приливно-отливным движениям водных масс и морским течениям.

Морские мелководные бассейны, расположенные в областях жаркого засушливого климата, где испарение резко ‘Преобладает над увлажнением, постепенно ме­леют, и в них повышается концентрация солей. В мел­ководных заливах и отделенных от открытого моря ла­гунах типа. Кара-Богаз-Гола, а также в полуизолиро­ванных морях типа современного Красного моря накап­ливаются высокомагнезиальные карбонаты (доломиты), сульфатные остатки: (гипс и ангидрит) и хлориды (ка­лиевая, натриевая и магниевая соли.

Наиболее благоприятными климатическими условия­ми для образования фосфоритов являются моря; распо­ложенные в засушливых жарких областях. Вблизи бере­говой линии, в районах развития сильных подводных течений и особенно в зонах подъема океанических вод с глубин накапливаются высококачественные фосфориты. В морях тропического переменно-влажного климата ка­чество фосфоритов значительно ниже, а во влажном климате они вообще не образуют промышленных скоп­лений.

Рудные залежи железа приурочены к прибрежным областям морей с относительно высокими температура­ми и отсутствуют в морях умеренного и умеренно-хо­лодного климата.

Более сложную природу образования и характер концентрации имеют полезные ископаемые эндогенного происхождения. Они разделяются на две большие груп­пы: магматогенные и метаморфогенные. На протяжении длительной геологической истории Земли расплавлен­ная магма неоднократно поднималась из глубин пла­неты и застывала на ее поверхности. Вместе с внедре­нием или излиянием магмы протекали так называемые гидротермальные и метасоматические процессы. Первые вызваны деятельностью горячих водных растворов маг­матического происхождения, а вторые возникают в ре­зультате взаимодействия осадочных или магматических образований с горячими водными растворами. При этом наблюдаются сильные изменения первичного со­става горных пород.

С кислыми интрузиями (граниты, гранодиориты и др.), поскольку в них много кремнезема, связано фор­мирование руд железа, меди, золота, вольфрама, мо­либдена, ниобия, тория, бериллия. Для жильных извер­женных пород кислого состава — пегматитов характер­ны повышенные концентрации редких и рассеянных эле­ментов — лития, цезия, бериллия, ниобия, тантала, цир­кония, тория, урана и др.

В щелочных интрузиях (сиениты и др.) богато пред­ставлены ниобий, редкие земли, барий и циркон. Инт­рузивные и эффузивные породы основного и ультраос­новного состава (дуниты, базальты, перидотиты, пирок­сениты, диабазы) имеют повышенные содержания хро­ма, никеля, кобальта, платины и алмазов.

В результате метаморфизма (т.е. действия высоких температур и давления) и протекающих при этом об­менных химических реакций формируются метаморфо­генные месторождения полезных ископаемых. В гнейсах, кристаллических сланцах, кварцитах, роговиках кон­центрируются графит, корунд, тальк, серпентинит и хлорит. С метаморфическими процессами связано воз­никновение ряда месторождений железных, вольфрамо­вых, молибденовых, золотоносных, кобальтовых оло­вянных и некоторых других руд.

Мы рассказали лишь о некоторых типах полезных ископаемых по преобладающему процессу образования, т.е. по генетическому признаку. Вместе с тем каждый из них обладает специфическими чертами и это обус­ловливает распределение и локализацию месторожде­ний в земной коре.

Месторождения полезных ископаемых подразделя­ются на две крупные группы — на металлические и не­металлические.

Из руд месторождений первой группы извлекают различные металлы. В хозяйственной деятельности ис­пользуются не только отдельные металлы, но и их сплавы и соединения. Например, соединения железа применяются при изготовлении минеральных красок, цемента, соединения марганца широко используются в медицинской промышленности и сельском хозяйстве.

Месторождения металлических полезных ископае­мых подразделяются на месторождения черных и леги­рующих металлов (железо, марганец, хром, титан, ва­надий, никель, кобальт, молибден, вольфрам), цветных (алюминий, медь, цинк, свинец, олово, висмут, мышьяк, сурьма, ртуть) и благородных (золото, серебро, плати­на) металлов, месторождения редких и рассеянных эле­ментов и месторождения атомно-энергетического сырья. Генетические типы месторождений и условия формиро­вания их весьма многообразны и сложны и постоянно исследуются специалистами.

К неметаллическим полезным ископаемым относят­ся те виды минерального сырья, из которых получают неметаллические элементы (сера, фосфор, хлор, из­весть), соединения металлов с другими элементами (со­единения калия, натрия, бария, стронция), а также не­которые нетрадиционные виды топлива.

Среди месторождений неметаллических полезных ис­копаемых выделяются месторождения химического (фосфор, сера, бор, каменная и калийная соли, строн­ций) и индустриального сырья. К последним относятся залежи алмазов, графита, слюды, асбеста, талька, флюорита, барита, корунда, пьезооптического сырья. Большое значение для народного хозяйства имеют месторождения керамического сырья и строительных материалов — залежи глин, различных каолинов, поле­вых шпатов, гипса, ангидрита, диатомитов, трепелов, опок, песка, гравия, драгоценных, поделочных и обли­цовочных камней.

Большинство месторождений скрыто от непосред­ственного наблюдения и описания. Поэтому геологам приходится решать сложные задачи, связанные с опре­делением их местоположения.

Для того чтобы наметить примерное местонахожде­ние предполагаемого скопления полезных ископаемых или ценных минералов, необходимо провести огромный объем работ, проанализировать геологическое и текто­ническое строение территории, выяснить вещественный состав горных пород и восстановить историю геологиче­ского развития района. Все эти данные собираются в процессе полевых работ и затем обрабатываются и ана­лизируются в камеральный период. После того как найдены конкретные признаки, подтверждающие на­хождение месторождения (например, образцы полезных ископаемых), территорию изучают с помощью геофизических и буровых работ. Это помогает оконтурить най­денную залежь. Затем геологи определяют ее практи­ческую ценность и только после этого передают новое месторождение горнякам.

О ПРОБЛЕМАХ ОХРАНЫ НЕДР И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Ежегодно из недр Земли извлекают свыше 100 млрд. т различных руд, горючих ископаемых, строительных ма­териалов и других видов минерального сырья. Попутно, в. процессе добычи полезных ископаемых, перерабаты­вают и так называемые пустые породы, которые оста­ются на месте разработок. По прогнозам многих ученых в начале XXI в. потребление различных. видов сырья достигнет 500—600 млрд. т в год, а питьевой воды потре­буется свыше 30 тыс. км3.

Хозяйственная деятельность человека приобрела глобальный характер и стала соизмерима со многими геологическими процессами, активно участвующими в преобразовании ландшафтов Земли. Длительное по­требительское отношение к природе привело к истоще­нию кладовых нашей планеты, участились случаи отри­цательного воздействия техногенных процессор на окружающую среду. Перед человечеством сейчас стоит первостепенная задача сохранить природу от загрязне­ния. К ее решению привлечены большие коллективы ученых, в том числе и геологов. Это и понятно, посколь­ку ясно, что разведка, добыча и переработка минераль­ного сырья не могут быть не связаны с проблемой ох­раны окружающей среды. Ведь загрязнение природы начинается с момента проведения буровых работ, так как вблизи буровых установок накапливается глини­стый раствор, употребляемый при проходке скважины.

В связи с нарушениями природной среды в процес­се разведки и эксплуатации месторождений полезных ископаемых встали вопросы Охраны недр и рациональ­ного использования природных богатств. Не так давно в связи с разработкой минерального сырья на неболь­ших глубинах и слабой технической оснащенностью предприятий горнодобывающей промышленности воз­действия человека на земную кору были не столь зна­чительными, как сегодня: В настоящее время масшта­бы воздействия на недра резко возросли. Ежегодно пробуриваются сотни тысяч скважин различной глуби­ны общей протяженностью в десятки тысяч километ­ров. Особенно велико число скважин, пробуренных в пределах разведуемых месторождений, где на каждый квадратный километр приходится 20—25 скважин. Множество неглубоких скважин пробуривают в про­цессе инженерно-геологических изысканий в пределах населенных пунктов (например, только в Москве еже­годно на скважины приходится свыше 200 тыс. м).

Хотя проходку каждой скважины можно сравнить с булавочным уколом, она в определенной мере наносит вред окружающей территории. Ствол скважины пере­секает различные водоносные горизонты, некоторые из них насыщены сильно минерализованными водами, к тому же находящимися под высоким давлением. Ук­репление ствола скважин обсадными трубами препят­ствует смешиванию вод различных горизонтов, но не всегда предохраняет от самопроизвольного излияния вод на земную поверхность из глубины. Иногда это приводит к выбросу нефти в виде фонтана и загряз­нению территории вокруг скважины, иногда служит причиной поступления загрязненных поверхностных вод в водоносные горизонты с хорошей и чистой водой. Известны случаи, когда из-за ухудшения качества воды, вследствие проникновения соленых вод или нефти, прекращалось использование питьевых вод огромных артезианских бассейнов.

Значительное влияние на недра оказывают горно-разведочные выработки. При проходке шурфов и ка­нав во всем мире ежегодно перемещается свыше 17 млн. м3 грунта. Раньше ввиду малых масштабов до­бычи и разведки горноразведочные разработки имели ограниченное развитие, но сейчас они занимают боль­шие площади и оказывают сильное воздействие на ландшафт.

Подземная добыча полезных ископаемых ставит свои проблемы, которые могут давать о себе знать даже через много лет после прекращения добычи. Во-первых, некогда живописный ландшафт вокруг шахт преобразуется за счет появления терриконов — гор пустой породы, извлеченной из-под земли. Во-вто­рых, после прекращения добычи нередко происходит проседание поверхности над оставленными горными выработками, что создает угрозу для населения.

Отрицательные последствия разработок месторождений полезных ископаемых подземным способом вы­ражаются также и в ухудшении состава атмосферы в результате поступления рудничного газа, остатков горения угля, горючих сланцев и торфа.

Не меньшую опасность вызывает и то, что с появ­лением площадей с заброшенными выработками су­щественно нарушается циркуляция подземных и грун­товых вод, а также усиливается химическое воздейст­вие на окружающую среду. Раздробленная и выбро­шенная на поверхность пустая порода, соприкасаясь с атмосферными и грунтовыми водами, частично раство­ряется в них. Концентрация различных элементов в водах иногда настолько возрастает, что они становятся химически агрессивными.

При открытой эксплуатации месторождений мине­рального сырья из сельскохозяйственного пользования изымается много плодородной земли. Исследования показывают, что каждый гектар земли, нарушенный горными выработками, оказывает вредное воздействие на такую же площадь, не затронутую горными работа­ми. Для уменьшения вредного влияния открытых гор­ных выработок на окружающую среду в широком мас­штабе засыпают карьеры или создают на их месте искусственные озера. Некоторые территории бывших разработок после проведения мероприятий по восста­новлению плодородия почв используются как зоны отдыха.

Однако то, что можно сделать на небольших карьерах, трудно, а порой и бесполезно проводить на крупных карьерах. Например, в Северном Казахстане добыча железных руд Соколовско-Сарбайского место­рождения производится на глубине 400—450 м, диаметр чаши карьера 2—3 км.

На крупных карьерах перемещаются огромные массы пустых горных пород, покрывающих пласты с ценным минеральным сырьем. При вскрытии железо­рудных тел двух карьеров КМА —Михайловского и Лебединского — было снято и перемещено 170 млн. мгорных пород.

Неблагоприятное воздействие на окружающую сре­ду проявляется также в нарушении состава, качества и режима фильтрации атмосферных вод, а искусствен­ная откачка подземных вод с целью осушения приводит к падению их уровня в радиусе нескольких десятков километров, что, в свою очередь, отражается на водо­снабжении населенных пунктов и промышленных пред­приятий.

В крупных горнодобывающих районах формирует­ся своеобразный ландшафт со специфическим техно­генным рельефом. Такими районами являются Дон­басс, Кузбасс, окрестности г. Рудного в Северном Ка­захстане, а также районы интенсивной добычи полез­ных ископаемых на Урале и в Сибири.

Длительное время места выработок карьеров пред­ставляли унылый пустынный ландшафт — зияющие вы­емки, иногда заполненные водой, груды отвалов и бес­плодная земля. В процессе разработки вокруг карьеров росли отвалы — нагромождения пустой породы. Эти по­роды размывались дождями и насыщали мутными взве­сями речные воды.

В настоящее время горнодобывающие предприятия проводят ряд природоохранных мер. К ним, в частно­сти, относятся сокращение по возможности площадей выноса пустой породы и отходов производства и ре­культивация земель. Принцип рекультивации земель заключается в следующем. Приступая к добыче полез­ных ископаемых, с территории будущего горнорудного предприятия или выработки аккуратно пересаживают деревья и кустарники, удаляют и складируют в определенном месте слой плодородной почву. Отрабо­танный карьер засыпается за счет пород отвалов, а сверху насыпается почва, после чего эти земли переда­ются в сельскохозяйственное пользование.

Крупные проблемы связаны с загрязнением нефтью не, только в процессе добычи, но и во время перевозок. Многие государства обеспокоены загрязнением в ре­зультате непроизвольной выброски нефти в процессе добычи у берегов Калифорнии,. Аляски, в Мексикан­ское заливе и в Северном море. В печати неоднократ­но сообщается об авариях танкеров и супертанкеров, когда выливающаяся из них нефть огромным черным пятном покрывает океан и медленно наступает на бе­рега, отравляя все живое.

Каковы же основные пути решения проблемы за­грязнения окружающей среды. Это обеспечение макси­мально безопасной перевозки нефти и освоение новых способов ее транспортировки по трубопроводам, сокра­щение сжигания ископаемых горючих материалов и замена их менее токсичными источниками, проведение в широких масштабах рекультивации земель и т. д.

Проблема охраны окружающей среды всегда была в центре внимания нашего государства. Сразу же по­сле Великой Октябрьской социалистической револю­ции принимается ряд мер по охране и рациональному использованию минерального, сырья. Со временем эти меры расширились и ими охватили все стадии поисков и разведки месторождений, проектирования, строитель­ства и эксплуатации горнодобывающих предприятий, добычи, обогащения и переработки минерального сырья. В основе охраны недр и окружающей природы лежат государственные и ведомственные акты.

В целях обеспечения рационального и комплексно­го использования недр для удовлетворений нужд на­родного хозяйства и их охраны в 1975т. Верховным Со­ветом СССР были приняты Основы законодательства Союза ССР и союзных республик о недрах.

Главными требованиями к осуществлению охраны недр являются: обеспечение полного и одновременно комплексного геологического изучений недр полное из­влечение и рациональное использование как основных, так и сопутствующих полезных ископаемых; недопущение вредного влияния работ, выполняемых при ис­пользовании недр, на сохранность запасов тех или иных полезных ископаемых или ухудшение их качества; пре­дотвращение загрязнения недр в случае подземного хранения нефти, газа и других ископаемых, а так­же устранение отрицательных для среды влияний при добыче и переработке тех или иных полезных ископа­емых.

В нашей стране разрабатывается долгосрочная ком­плексная научно-производственная программа «Литомониторинг СССР». Цель этой программы — контроль, оценка состояния и прогнозов изменения геологических, гидрогеологических и инженерно-геологических условий под влиянием техногенного фактора.

Понятие «мониторинг», означающее систему слежения за изменениями окружающей среды с целью ее охраны, получило в настоящее время широкое распространение среди геологов и географов. Что же касается термина «литомониторинг», то он имеет в виду надзор лишь за литосферой. Своевременное фиксирование даже незначи­тельных перемен на поверхности Земли и в ее недрах позволит прогнозировать ход событий и при необходи­мости не допускать негативных последствий хозяйствен­ной деятельности.

Литомониторинг предусматривает создание наблю­дательных пунктов и экспериментальных полигонов по изучению поверхностных геологических процессов и ре­жима грунтовых вод. Очень важно иметь эталоны нена­рушенной литосферы, т. е. образцы для сравнения: как было и как становится. Такими эталонами должны стать природные заповедники, предназначение которых: сохра­нить в первозданном виде уникальные геологические объекты. Экспериментальные же полигоны , послужат базой для отработки защитных мер. Такой полигон уже действует в Крыму.

Наблюдение за литосферой сейчас невозможно пред­ставить без использования дистанционных методов: с самолетов и космических аппаратов, поскольку лик Земли отображает перемены в ее глубинах. Аэрофотосъемка давно уже превратилась в неотъемлемую часть геоло­гической разведки и инженерной геологии. Наряду с фо­тосъемкой в решении задач, поставленных перед геоло­гической службой, используются радиолокационная и ин­фракрасная (тепловая) съемки. Радиолокационная съем­ка, независимо от погодных условий и времени суток, позволяет получить «портреты» Земли там, где это нель­зя сделать иным способом. Такое «всевидящее око» дает возможность контролировать с самолета территории, скрытые большую часть года густой облачностью. Ин­фракрасная аэросъемка, основанная на изменении соб­ственного и отраженного излучения природных объектов, выявляет элементы земной поверхности, температура которых даже незначительно отличается от окружающе­го фона. Она особенно эффективна в районах активной вулканической деятельности, распространения термаль­ных вод, при поисках некоторых проявлений полезных ископаемых.

Освоение космоса дало геологической науке огромную информацию в виде многих десятков тысяч снимков, от­снятых в различных диапазонах электромагнитного спе­ктра. Использование всего арсенала дистанционных мето­дов для целей литомониторинга позволяет воссоздать на­иболее полную картину состояния литосферы в данный момент. Крупные горнодобывающие комплексы и зоны их сильного воздействия на окружающую среду на аэро­космических снимках имеют более светлый фототон и цвет, за счет отличия отражательных и излучательных свойств остального ландшафта. Нефтедобывающие ком­плексы хорошо проявляются на снимках, сделанных в ночное время. «Горячие» карьеры, отвалы и подъездные пути отчетливо проступают на снимках, отснятых весной, когда начинает сходить снежный покров.

Следует обратить внимание на то, что литомонито­ринг — это кропотливая работа, связанная с непрерыв­ным контролем за изменениями в техногенном и при­родном ландшафтах. Для районов открытой добычи по­лезных ископаемых можно установить распространение оврагов и рекомендовать, какие из них можно исполь­зовать под отвалы. О последствиях подземной выработ­ки удается судить по косвенным признакам. Поскольку наличие рудника сказывается на режиме поверхностных и подземных вод, а это в свою очередь взаимосвязано с развитием растительного покрова, любые изменения чет­ко определяются дистанционной съемкой.

Рациональное использование минеральных богатств литосферы и других природных ресурсов — это глобаль­ная проблема современности. Она может решаться си­лами не одной или нескольких стран, а лишь совместны­ми усилиями всего человечества.

С незапамятных времен люди добывают из недр и перерабатывают многие виды полезных ископаемых. В последнее время человек стал все чаще прибегать к до­быче минералов и горных пород, ранее не имевших про­мышленного значения вследствие низких содержаний полезных компонентов. Развивается промышленность, меняется технология добычи и переработки руд, и как результат ранее экономически невыгодные для разработ­ки подземные богатства сегодня находят применение в народном хозяйстве.

В настоящее время природные ресурсы эксплуати­руются интенсивно и пока еще с незначительными за­тратами средств, времени и труда. Однако несмотря на применение современных способов добычи и перера­ботки полезных ископаемых и проведение соответству­ющих мероприятий по защите окружающей среды не­удержимо под влиянием хозяйственной деятельности про­исходят глобальные изменения внешних оболочек Земли. Эти изменения происходят на наших глазах: расширя­ется сельскохозяйственное производство, выпускаются все более совершенные механизмы, вырабатывается все больше и больше электроэнергии и т. д. А это значит, что требования к плодородию почв и эффективности исполь­зования богатств недр будут расти.

Издержки хозяйствования сегодня налицо. Почти все пригодные для сельского хозяйства территории рас­паханы, больше половины лесов уничтожено, навсегда исчезли многие виды животных и растений, во многих районах ощущается нехватка пресной воды, выработаны или вот-вот истощатся наиболее доступные и располо­женные вблизи экономически развитых районов богатые месторождения полезных ископаемых.

Под влиянием хозяйственной деятельности все силь­нее перестраивается и изменяется биосфера. На нашей голубой планете естественные ландшафты постепенно отступают под натиском техногенного ландшафта. До­вольно часто территория промышленного района имеет чахлый растительный покров, а атмосфера загрязнена смогом и едкими дымами. На месте вырубленных лесных массивов возникают пустынные и полупустынные ланд­шафты.

Можно ли найти выход из этого казалось бы замкну­того круга? Да, конечно. В природе действуют замкнутые геологические процессы и циклы. Они длятся тысячи и миллионы лет. Для того, чтобы снизить ущерб, наносимый окружающей среде, человечеству необходимо раз­работать такие технологические процессы, которые были бы как бы естественным продолжением и дополнением замкнутых природных процессов. Они носят название «геотехнологий».

В настоящее время назрела потребность в разработ­ке и широком применении разнообразных геотехноло­гий, осуществляющих экологически чистую, приближа­ющуюся к естественным глобальным циклам, разра­ботку и переработку земных ресурсов с наименьшими отходами.

Надо отметить, что геотехнологии никак не могут быть унифицированы и одинаково применяться в самых раз­личных местностях и для всех видов полезных ископае­мых. Для каждого региона они уникальны и должны предельно, четко вписываться в окружающий ландшафт, никоим образом его не изменяя, быть приспособленными к данному рельефу, почвам, подземным и поверхностным водам, лесам, животному миру, городам и поселкам.

Геотехнологии могут, применяться в разных отраслях промышленности, но и мы остановимся на перспективах так называемой «подземной» геотехнологии. Для того, чтобы добыть и выработать необходимые человечеству полезные ископаемые, ежегодно на поверхность Земли извлекается 150 млрд. т «пустых» (бесполезных) горных пород. Это обычно перекрывающие рудные пласты осадоч­ные образования, извлекаемые во время строительства карьеров и складируемые на открытых площадках в виде отвалов, породы содержащие небольшое количество руды и поэтому не идущие в промышленную переработку, а так­же горные породы, извлекаемые из шахт и подземных вы­работок. К началу XXI в. общее количество поднятой на поверхность, горной породы увеличится в 4—6 раз. Из этого количества реализуется в виде продукции (т. е. идет в производство) не более 5%. Однако и эта цифра оказы­вается завышенной. По оценкам экономистов в конечном продукте находит выражение только один процент при­родных ресурсов, а остальные 99% практически безвоз­вратно теряются, оставаясь «пустой» породой.

Дефицит многих минеральных видов сырья вынуждает все глубже вторгаться в недра. Общая протяжённость подземных горных выработок сейчас многократно пре­вышает расстояние от Земли до Луны. С каждым годом глубина этих выработок увеличивается, но возрастать беспредельно она не может, поскольку при этом растут температуры. Даже в открытых карьерах на глубине более 400 м из-за плохой вентиляции и высокой темпе­ратуры работать трудно. В глубоких шахтах (3—4 км) температуры настолько велики, что работать шахтерам в них можно лишь несколько часов, поэтому здесь воз­никает необходимость создания и использования специ­альных роботов-шахтеров.

Итак, врезаться в недра до бесконечности нельзя. А как быть с нуждами промышленности в сырье? Выход из этого положения один — извлекать из горных пород содержащиеся в них элементы, независимо от концент­рации последних. До недавнего времени считалось эко­номически невыгодным получать из горных пород руд­ные компоненты, содержание которых ниже определен­ной величины. Однако это объясняется тем, что мы про­должаем работать по старым технологиям, разработан­ным десятки лет назад. Теперь нужны высокоэффектив­ные технологии, ориентированные на разработку бедных руд. Й такой путь уже намечен.

При добыче некоторых полезных компонентов исполь­зуются микроорганизмы — микробы и бактерии. Эти не­видимые труженики извлекают из горных пород нахо­дящиеся в них в рассеянном состоянии железо и медь, сви­нец и цинк, титан и кадмий, даже серебро, золото и пла­тину. Такая технология позволяет переработать горы «пустой» породы, насыпанные вокруг карьеров и шахт. После изъятия полезного компонента породу Целесооб­разно использовать в качестве строительного материала, путем изготовления из нее песка, глины, гравия и цемен­та. При этом будет дополнительно получено не только необходимое для промышленности сырье, но и освободят­ся гигантские площади в настоящее время занятые от­ходами горно-промышленного производства и отвалами «пустой» породы. Миллионы гектаров ценной и плодо­родной земли должны быть возвращены в сельскохозяй­ственное пользование.

С отрицательными последствиями добычи полезных ископаемых человеческое общество мирилось длительное время, поскольку главной целью производства являлось сырье. Экологические же последствия считались своего рода издержками производства. Негативные эффекты традиционной добычи и разработки полезных ископаемых веками накапливались и как бы сконцентрировались в настоящее время. Сегодня все всерьез обеспокоены про­блемами разрушения экосистем и возрастающего загрязнения окружающей среды. Следовательно, геотехнологии надо применять как можно шире. Но возникает другая проблема — отсутствие научных разработок. В этом на­правлении ведутся научные исследования.

Итак, независимо от нашей воли и желания человек выступает в роли геологического фактора. При изучении влияния человека на геологические процессы следует учи­тывать три специфические особенности:

— во-первых, это влияние затрагивает почти каждую среду обитания на поверхности Земли;

—во-вторых, по шкале геологического времени дли­тельность этого влияния еще незначительна;

— в-третьих, это влияние может быть ограничено ра­зумными пределами во избежание нарушения геологи­ческого равновесия.

Степень же воздействия человека на геологические процессы определяется потребностями человечества в при­родном сырье и изменениями ландшафтов применительно к тем или иным нуждам человеческого общества.

Человечество — великая геологическая сила, преоб­разующая природу нашей планеты. До недавнего вре­мени разум человека служил средством завоевания при­роды. Но от господства над ней, также как и от слепого подчинения ей сегодня приходится отказываться. Надо со­трудничать с природой, используя ее и одновременно поддерживая и охраняя.