Реферати українською » Геология » Железо-марганцевые конкреції Світового океану


Реферат Железо-марганцевые конкреції Світового океану

Страница 1 из 2 | Следующая страница

УРАЛЬСКАЯ ДЕРЖАВНА ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМІЯ

КУРСОВАЯ РОБОТА ПО МПИ

 

Залізо - марганцеві конкреції Світового океану

                                                                   Студент: Образцов П.І.

                                                                   Група: РМ-00-1

                                                                   Викладач: Рудницький В.Ф.

 


г.Екатеринбург

2003 р.

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Введение……………………………………………………………..3

2. Історія исследования…………………………..……………….….4

3. Поширення, склад парламенту й генезис рудних образований…………5

4. Проблеми геохімії ЖМО……..……………………………….....10

5. Про перспективи освоєння рудних ресурсов……………………...14

6. Заключение………………………..………………………………..19

7. Список використовуваної литературы………..………………………20


ЗАПРОВАДЖЕННЯ

Протягом попередніх тисячоліть із єдиним джерелом мінеральних ресурсів був континентальний блок, а останньої чверті ХХ в. почалося освоєння дна Світового океану. У зв'язку з цим варто розглянути, яка перспектива майбутнього освоєння рудних ресурсів океану. Різноманітним аспектам проблеми присвячено безліч публікацій. Ми торкнемося лише найхарактерніших сторін складу та формування океанських рудоносных відкладень.

Історія дослідження

Початкові інформацію про рудних утвореннях дно якої відкритого океану були отримані ході проведення першою у історії Другої світової науки комплексної океанологической експедиції англійською судні “челенджер”, що тривала майже чотири роки (1872-1876).

18 лютого 1873 р. під час проведення драгировки в 160 миль на захід від Канарських о-вов із глибини було порушено чорні округлі жовна - железомарганцевые конкреції, містять, як показали вже перші аналізи, значну кількість нікелю, міді кобальту. Щоправда, дещо раніше, в 1868 р., під час експедиції Н.Норденшельда шведською судні “Софія”, схожі конкреції було порушено із глибини Карського моря, але це знахідка залишилася практично непоміченою.

Кілька десятиліть після експедиції “Челлінджера” конкреції знаходили регулярно майже всі наступні експедиції, отримували донні проби, і від 1960-х років ХХ в. почали з'являтися обгрунтовані припущення глобальному характері железомарганцевого оруденения дно якої океану. Так, за розрахунками Д.Меро, загальні ресурси железомарганцевых конкреций дно якої моря досягають 1.66·1012 т.

 

Поширення, склад парламенту й генезис рудних утворень


Железомарганцевые конкреції, поширені дно якої Світового океану, максимально зосереджено кількох рудних полях, у яких розподіляються нерівномірно, хоча деяких ділянках конкреції покривають понад 50% площі дна. У тому мінеральному складі домінують гидроксиды марганцю (тодорокит, бернессит, бузерит, асболан) і заліза (вернадит, гематит, фероксигит), із нею пов'язані всі преставляющие економічний інтерес метали.

Поширення железомарганцевых конкреций, збагачених рудними металами.

Щодо хімічного складу океанських конкреций вкрай різноманітний: у тих чи інших кількостях присутні майже всі елементи періодичної системи. Порівняйте в таблиці 1 наводяться середні змісту головних рудних елементів в морських железомарганцевых конкрециях й у глибоководних пелагических опадах.



Співвідношення середніх змістів хімічних елементів
в железомарганцевых конкрециях (ЖМК) і глибоководних опадах океану.

Проблема генези железомарганцевых конкреций пов'язані з проблемою швидкості його зростання. За результатами датування конкреций традиційними радиометрическими методами, їхнє зростання оцінюється міліметрами за мільйон років, тобто. набагато нижчі швидкостей відкладення опадів. За іншими даними, зокрема у віку органічних залишків і з изотопному складу гелію, конкреції зростають у сотні й тисячі раз швидше, і можуть, як їх планують, виявитися молодший подстилающих опадів.

На підтвердження першої погляду потрібно пояснити, чому конкреції не перекриваються щодо швидко які накопичувались опадами, на утвердження другий - звідки за щодо короткий час надійшла колосальна маса марганцю, необхідна на формування конкреций в масштабах всього океану.

У першому випадку пропонувався ряд пояснень, наприклад: активність переворачивающих конкреції донних організмів, вплив придонних течій, підтримують конкреції “на плаву”, тектонічні поштовхи, встряхивающие донні відкладення. Для обгрунтування другий концепції найзручніша гіпотеза посиленою постачання позднечетвертичный океан гидротермального марганцю, а конкретні докази подібному явищу доки наводилися. У кожному разі конкреції сформувалися з допомогою надходження рудного матеріалу зі подстилающих опадів, про що свідчить кореляція середніх змістів у яких різних елементів.

До цього часу ми не знаємо звідки беруться метали, пов'язані в залізо-марганцевих відкладеннях (ЖМО), який механізм формування конкреций, швидкості їхнього зростання і ін. І хоча досліджень для цієї теми опубліковано багато, можливо тисячі, включаючи капітальні монографії, проте як і зберігається дискуссионность і жахаюча невизначеність у багатьох питань. Може статися, що незаконний видобуток конкреций і рудних кірок (з підводних підняттів) розпочнеться раніше, чим з'ясовані кардинальних питань їх походження і у океанській середовищі. Адже достеменно відомо, що обогащенность ЖМО цінними металами пов'язана з їхнім високої сорбционной активністю, але це отже, що роль в підтримці рівноваги у складі морської води величезна, і особливо, за умов різкого збільшення антропогенних і техногенних скидів в океани.

 

Проблеми геохімії ЖМО

Здається, що саму назву океанських руд свідчить про геохимической близькості властивостей Fe і Mn, формують загальні стяжения. Це ж випливає з сусідства в таблиці Менде-лєєва. Проте, ще В.И.Вернадский писав, що у природою зоні гипергенеза (кора вивітрювання) немає жодної железо-марганцевого мінералу. Більшість Mn родовищ суші, особливо великих, має осадове походження. Fe- і Mn-рудные родовища нерідко супроводжують одна одній, але завжди розділені в часі та просторі. Це з різницею величинах стандартних потенціалів окислення - нижчому для Fe і - високому для Mn. Тому окислювання Fe в природної обстановці відбувається легше й швидше, ніж Mn і це раніше утворює твердофазные сполуки.

Важливо, що у океанській середовищі Fe утворює власні мінерали чи входить до складу інших (глинистих) як і окисленої, і у відновленої (безкисневому) осадової товщі. Mn ж у твердої фазі тут може існувати лише у окисних умовах перетворюється на формі вільних гидроксидов найвищою мірою окислення, близька до MnO2, але цю межу зазвичай не досягається через сорбційної зв'язування гидроксидом певної кількості MnO (зазвичай 1-2%), з допомогою окислення якого поступово нарощується його власна фаза. Тому точніше склад гидроксидов відбиває формула: nMnO·MnOmH2O. У відновлених опадах цю сполуку розчиняється, восстанавливаясь до двухвалентного стану (MnO), і мігрує до поверхні убік кислород-содержащей середовища. Саме це відбувається в окраїнних районах океанів, де швидкості накопичення опадів річкового стоку великі й це дає відбудовні умови у тому товщі. Фактично, окраїнні райони океанів є “фабрикою”, яка Mn й у меншою мірою, Fe в океан. “У меншою мірою” означає не абсолютне кількість Fe, а те що, що коли частина його, яка з річковим стоком, пов'язується у відновленому осаді у вигляді сульфидов чи входить до складу інших мінералів і виводиться з океанського рудогенеза. Це - перший етап поділу цих металів в океані. У класичних працях М.М. Страхова показано подальшу долю цих цієї й інших металів в океані та його накопичення в сприятливих фациальных умовах (високі змісту розчиненої кисню, низькі швидкості седиментации), які відповідають глибоководним - пелагическим областям океанського дна, що й формуються найбільші концентрації конкреций. Аналогічні умови з'являються і у верхах підводних обнажений, не перекритих осадом, незалежно від своїх місцеположення в океані. У разі нерідко формуються рудні палітурки, особливістю якого є обогащенность З, тому вони називаються кобальтоносными.

Останніми роками стала дуже очевидним висока мобільність самого океанського дна, коли він реалізується ендогенна (внутриземная) енергія - те й процеси спрединга (раздвига) в океанічних хребтах пов'язана з ними активізація вулканічної діяльності, нерідко супроводжується гидротермальной діяльністю, процеси субдукции тощо. Усі вони для ЖМО є згубними, т.к. супроводжуються різким підвищенням температури, зниженням змісту кисню у морській воді, а то й виливами кислих і відновлених гидротермальных флюїдів. За цих умов ЖМО розчиняються і збагачують відповідний обсяг морської води що були у яких металами. При кожному подібному подію частина Fe залишається пов'язаної в нерозчинних формах мінералів, у осадової товщі, а Mn мігрує в окислительную середу морської води, де відбувається його регенерація (переотложение), особливо інтенсивна у зоні геохімічного бар'єра за українсько-словацьким кордоном двох несумісних середовищ.

Отже, головне геохімічне різницю між Mn і Fe в океані зводиться до урізноманітнення мінеральних форм, у яких Fe виводиться з рудогенеза, осаждаясь як і окисних, і відбудовних умовах, тоді, як Mn може у твердофазной - гидроксидной формі лише у окисленої середовищі. Mn має замкнутий круговорот в океані, й під час геологічної історії, багаторазово може переходити з розчиненої стану в твердофазное і навпаки, залежно змін у складі морської води, і щоразу у своїй втрачає частина раніше що з ним Fe, що зумовлює відносного збагаченню ЖМО марганцем. Наскільки різко відбудеться це поділ залежить від геологічного час перебування Mn в океані.

Отже, Mn значно більшою мірою, ніж Fe, пов'язані з гидросферой і її повністю контролюється змінами у фізико-хімічних параметрах морської води (Еh, рН та інших.). Для сучасного океану ендогенні прояви мають вузько локальний характері і їх наслідки швидко нейтралізуються незрівнянно великими масами окисленої морської води. Життєздатність відновлених гидротермальных флюїдів залежить від тривалості функціонування що живлять їх джерел, у випадках це може тривати досить тисячі чи кільканадцять тисяч літ, а й ці величини хто не йде у жодне порівнювати з многомиллионнолетней історією окисного рудогенеза в океані, кінцевим результатом якого є колосальне накопичення Mn .

Короткий огляд особливостей геохімії Mn в океані дозволяє зрозуміти, чому причини накопичення Mn слід не у поновлюваних джерелах його безпосередньої постачання океан, а поєднанні фациально-благоприятных условиий щодо його відкладення і геологічної тривалості існування Океану Землі.

Про перспективи освоєння рудних ресурсів

Ідея освоєння рудних ресурсів океану виникла з урахуванням значимих досягнень у сфері досліджень океанського дна, проведені провідними світовими державами за доби холодної громадянської війни і необхідність активної конкуренції за пріоритет лідера в освоєнні океану як стратегічного простору. Природно, що ця ідея отримала підтримку керівництва кожної з конкуруючих сторін, оскільки руди марганцю і кобальту розглядалися як стратегічною сировиною. У океані було проведено сотні спеціалізованих рейсів науково-дослідних судів США, СРСР, і навіть Індії, Японії, країн Європи, Австралії, Нової Зеландії й ПАР. Було отримано і оброблено небачене раніше кількість нову інформацію про рудній потенціалі океану (табл. 2), було що витрачено, по орієнтовною оцінці, близько чотирьох млрд дол. 


 

Атлантичний океан Індійський океан Тихий океан
Західна частина Східна частина

Площа в тыс.км2

Mn/Fe Ресурси Mn в млн. т.

Площа в тыс.км2

Mn/Fe Ресурси Mn в млн. т.

Площа в тыс.км2

Mn/Fe Ресурси Mn в млн. т.

Площа в тыс.км2

Mn/Fe Ресурси Mn в млн. т.
320 0,98 - 202 0,8 206 615 1,9 2070 8094 1,6 12014

Площі поширення ЖМО в океанах і - оцінка прогнозних ресурсів Mn в рудних полях

Одночасно вирішувалися й інших аспектів цієї проблеми - технічні, правові, екологічні, економічні.

Технічні проблеми полягають у засобах видобутку, транспортування і переробки. Із різноманітних методів розробки железомарганцевых конкреций і фосфоритів найперспективніші гидроподъемный і эрлифтный (підйом з допомогою стиснутого повітря). Для транспортування сировини передбачалося використовувати звичайні сухогрузные суду. Переробка конкреций і кірок методами пиро- і гидрометаллургии була успішно випробувана у кількох підприємствах навіть колишнього СРСР.

Правові питання, які виникли в з імовірними добычными розробками міжнародних водах, було дозволено з допомогою при ООН Подготовительной комісії Міжнародного органу з морському дну, що була уповноважена видавати ліцензії на заявочні ділянки. Найперспективніша у видобуток конкреций зона Кларион-Клиппертон було поділено між кількома заявниками - державними організаціями та міжнародними горнорудными консорціумами. Багато поклади рудних кірок, особливо у центральній частині моря, опинилися у межах 200-мильных економічних зон острівних держав, які мають монопольними правами з їхньої освоєння.


Розподіл заявлених ділянок розробці железомарганцевых конкреций у зоні Кларион-Клиппертон. A - Ocean Mining Assoc.(международный консорціум); J - Ocean Management Inc. (Японія); O - Ocean Minerals Co.(США); K - Kennecott Consort (Канада); I - Ocean Mining Inc. (міжнародний консорціум); З - COMRA (Китай) R - Южморгеология (Росія), P -InterOCEAN Metal (колишні країни РЕВ); чорним показані ділянки французької асоціації AFERNOD, сірим - резервні площі Міжнародного органу з морському дну.

Екологічні проблеми, пов'язані з порушенням середовища як у дні, і у фотическом обрії водної товщі, передбачалося дозволити шляхом мінімізації взмучивания придонного шару, і навіть висновком продуктів промивання конкреций з борту судна на глибину кількох сотень метрів зі спеціального трубопроводу.

Нарешті, найбільш критична проблема, стала першорядною, - рентабельність підприємства у цілому. Ще наприкінці 1970-х років було підраховано, що капітальні створення виробничого комплексу з видобування й переробці 3 млн т конкреций на рік становитимуть 1.5-2 млрд дол. А доходи на вкладений капітал - 8.5-9.5%, а чистий прибуток за мінусом податків - лише 3-4.5%. З урахуванням нестабільності океанській середовища, мінливості ситуації на ринки збуту, а головне, за відсутності

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

  • Реферат на тему: Железомарганцевые освіти Тихого Океану
    МІНІСТЕРСТВО СПІЛЬНОГО І ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОСВІТИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
  • Реферат на тему: Західна Сибір
    МОСКОВСЬКА ДЕРЖАВНА ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНАЯ АКАДЕМІЯ Р Є Ф Є Р А Т На тему: ЗАХІДНА СИБИРЬ Виконала:
  • Реферат на тему: Землетруси
    Землетрус геол ., помітні коливання земної кори, які від дії внутрішніх сил. Розрізняють повільні,
  • Реферат на тему: Землетруси
    ЮУрГУ Реферат по геології на задану тему Землятресения Выполнил: студент грн. АС-145 Ахтямов Руслан
  • Реферат на тему: Землетруси
    У в е буд е зв і е У надрах нашої планети безупинно відбуваються внутрішні процеси, які змінюють

Навігація