Разумовский В.М. (ред.) Экология и природопользование

Подождите немного. Документ загружается.

составляется корреляционная таблица, в которой все виды предполагае-

мого воздействия из физических величин переводятся в баллы; для удоб-

ства возьмем 5-балльную шкалу:

0 – нет воздействия;

1 – слабое воздействие;

2 – среднее воздействие;

3 – сильное воздействие;

4 – очень сильное воздействие.

Баллы позволяют производить оценочные арифметические действия,

а истинные замеры проводятся специальными приборами.

Заполнив таблицу, мы получаем возможность оценить прямое и кос-

венное химическое и физическое воздействия на экосистему (ландшафт), а

также на каждый компонент и сравнить с уже существующим.

Исходя из общетеоретических и эмпирических обобщений извест-

ный эколог Н.Ф. Реймерс предложил следующие правила преобразова-

ния природных систем:

1. Единица (возобновимого) ресурса может быть получена лишь в

некоторый, определяемый скоростью функционирования системы (и их

иерархии), отрезок времени. В течение этого отрезка нельзя переходить

рубежи ограничений, диктуемых законами экологии.

2. Перешагнуть через фазу последовательного развития природной

системы с участием живого, как правило, невозможно.

3. Рационально проведение хозяйственных мероприятий лишь в

рамках некоторых оптимальных размеров, выход за которые в меньшую и

большую стороны снижает их хозяйственную эффективность.

4. Преобразовательная деятельность не должна выводить природные

системы из состояния равновесия путем избытка какого-то из средообра-

зующих компонентов, т. е., если это необходимо, требуется достаточная

компенсация в виде относительно непреобразованных природных систем,

например, оптимальная лесистость и т. п.

5. Преобразование природы (если оно не восстановительное, «мяг-

кое») даѐт локальный или региональный выигрыш за счет ухудшения ка-

ких-то показателей в смежных местностях или в биосфере в целом.

6. Хозяйственное воздействие затрагивает не только ту систему, на

которую оно направлено, но и на еѐ надсистемы, которые, согласно прин-

ципу Ле Шателье–Брауна, «стремятся» нивелировать производимые изме-

нения. В связи с этим расходы на преобразование природы никогда не ог-

раничиваются лишь затратами на непосредственно планируемые воздейст-

вия.

7. Природные цепные реакции никогда не ограничиваются измене-

нием вещества и энергии, но затрагивают динамические качества систем

природы.

8. Вторичное постепенно сложившееся экологическое равновесие,

как правило, устойчивее, чем первичное, но потенциальный «запас преоб-

разований» (т. е. будущих их возможностей) при этом сокращается.

9. Несоответствие «целей» естественно-системной регуляции в при-

роде и целей хозяйства может приводить к деструкции природного обра-

зования (т. е. силы природы и хозяйственных преобразований при боль-

шей величине последних в ходе противоборства сначала «гасят» друг дру-

га, а затем природная составляющая начинает разрушаться).

Литература

1. Исаченко А.Г. Ландшафтоведение и физико-географическое рай-

онирование: Учебник. – М.: Высш. шк., 1991.

2. Одум Ю. Экология: В 2-х т.; пер. с англ. – М.: Мир, 1986.

3. Разумовский В.М. Природопользование: Учебник. – СПб.: Изд-во

СПбГУ, 2003.

4. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. – М.:

Мысль, 1990.

II. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ

1. Экологические основы недропользования

Классификации полезных ископаемых

Существует несколько классификаций полезных ископаемых.

По агрегатному состоянию, определяющему особенности техноло-

гии горнодобычных работ, полезные ископаемые делятся на твердые (уг-

ли, сланцы, руды и др.), жидкие (нефть, подземные воды) и газообразные

(природные горючие и инертные газы). Твердые, в свою очередь, разде-

ляются на скальные (граниты и гранитоиды, известняки, металлические

руды и др.), полускальные (мел, гипс и др.) и рыхлые (преимущественно

горные породы четвертичного возраста).

Генетическая классификация месторождений полезных ископаемых,

отражающая особенности формирования полезных ископаемых, выделяет:

- Метаморфизованные и метаморфические месторождения, обра-

зующиеся в процессе метаморфизма различных горных пород. К ним

принадлежат месторождения железных руд, марганца, графита, высоко-

глиноземистых минералов (кианита, силлиманита) и др.

- Магматические месторождения, образующиеся при внедрении и

остывании в земной коре магматических расплавов и их взаимодействии с

вмещающими породами. Сюда относятся месторождения различных ме-

таллических (преимущественно цветных металлов) и неметаллических

руд, драгоценных и поделочных камней и др.

- Осадочные месторождения формируются в процессе сидемента-

ции и образуют обычно пластовые залежи. Среди них выделяются меха-

нические, химические и биохимические (органогенные) осадки. К меха-

ническим осадкам относятся песок, гравий и глина. К химическим осад-

кам принадлежат известняки, доломиты, калийные и каменная соли, бок-

ситы, некоторые рудные образования (железа, марганца, меди и др. ме-

таллов). К биохимическим осадочным отложениям большинство исследо-

вателей относит месторождения нефти, горючего газа, углей и горючих

сланцев. Кроме того, к осадочным месторождениям относятся месторож-

дения россыпей (золота, платины, алмазов, титановых, циркониевых, то-

риевых, оловянных и вольфрамовых минералов), а также месторождения,

сосредоточенные в корах выветривания (залежи самородной серы, гипса,

каолина, магнезита, тальковых руд, руд железа, марганца, никеля, меди,

алюминия, урана).

В зависимости от использования минеральные ресурсы традицион-

но разделяются на топливно-энергетические (нефть, природный газ, угли,

горючие сланцы, торф, урановые руды); руды черных металлов (желез-

ные, марганцевые, хромовые и др.); руды цветных и легирующих метал-

лов (алюминия, меди, свинца, цинка, олова, никеля, кобальта, вольфрама,

молибдена, ванадия, сурьмы, ртути и др.); руды редких и драгоценных ме-

таллов и их самородки; горнохимическое сырье (фосфориты, апатиты, со-

ли, сера и ее соединения, борные руды, бром- и йодсодержащие растворы,

барит, флюорит и др.); драгоценные и поделочные камни; нерудное инду-

стриальное сырье (кварц, слюда, графит, асбест, тальк и др.); нерудные

строительные материалы (карбонатное цементное сырье, стекольные

пески, гранит, мрамор, туф, базальт, глины и др.); гидроминеральные (под-

земные пресные и минерализованные воды, в том числе бальнеологиче-

ские, термальные и др.).

Приведенная классификация носит условный характер, так как ряд

полезных ископаемых может иметь многообразное использование. На-

пример, нефть – топливный ресурс и сырье химической промышленности,

известняк может быть использован в производстве строительных мате-

риалов, горной химии и металлургии.

Основные закономерности распределения полезных ископаемых в

земной коре

Образование месторождений полезных ископаемых представляет

собой непрерывно протекающий естественноисторический процесс, ко-

торый находится в тесной взаимосвязи со всеми другими геологическими

процессами, прежде всего с магматизмом, осадконакоплением и проявле-

ниями тектоники.

Запасы полезных ископаемых приблизительно пропорциональны их

распространенности в земной коре. Восемь металлов (Al, Fe, Ca, Mg, Na,

K, Ti, Mn) вместе с кислородом и водородом составляют 99% массы кон-

тинентальной земной коры. Средняя концентрация остальных 79 элемен-

тов очень мала, но некоторые из них образуют скопления в виде рудных

месторождений. К распространенным металлам (больше 0,1% средней

концентрации), необходимым в первую очередь для металлургии, отно-

сятся только алюминий, железо, магний, титан и марганец. Остальные ме-

таллы считаются геохимически редкими. Распространенность редких ме-

таллов в земной коре настолько мала, что для рентабельной добычи необ-

ходимо многократное превышение их концентрации в месторождениях

над средним содержанием.

Особенности распространения минеральных ресурсов состоят в том,

что химические элементы и их концентрации – полезные ископаемые –

распределены в недрах не бессистемно, а в геохимически и тектонически

обусловленном порядке и в определенных сочетаниях. В результате изу-

чения состава этих сочетаний и условий их образования академик

А.Е. Ферсман выделил следующие типы геохимических систем, каждому из

которых соответствует определенный состав месторождений полезных

ископаемых:

Щиты – крупные выступы кристаллического фундамента плат-

форм, сложенные кристаллическими сланцами, гранитами, гнейсами и

другими интрузивными породами. На территории России и сопредельных

стран выделяются Балтийский (Фенноскандия), Украинский и Алданский

щиты. Для щитов характерны месторождения железных руд

(Кривой Рог,

КМА и др.), руд молибдена, олова, некоторых редких металлов, полевого

шпата, кварца и др. По сочетанию полезных ископаемых приуроченные к

щитам территории перспективны для развития металлургии.

Пояса – геохимические системы, сформировавшиеся в областях тек-

тонических нарушений с максимальной миграцией химических элементов.

Пояса обычно окаймляют щиты и орографически приурочены к горными

массивам, протягиваясь на сотни и даже тысячи километров. В ресурсном

отношении это самые важные геохимические системы, сосредоточивающие

основные месторождения рудных полезных ископаемых – значительную

часть сырьевой базы металлургии. В строении поясов наблюдается геохи-

мическая зональность, выраженная в распределении химических элементов

перпендикулярно их простиранию. В осевой части обычно залегают сфор-

мировавшиеся в результате высокотермальных процессов руды редких ме-

таллов (уран, ниобий, тантал, бериллий, литий и др.) с драгоценными кам-

нями, полевым шпатом и кварцем, а в периферийных частях преобладают

рудные образования низкотермальных процессов (руды сурьмы, ртути,

мышьяка и др.). А.Е. Ферсман предложил типизацию поясов в зависимости

от состава полезных ископаемых и дал этим поясам географические назва-

ния по их орографической приуроченности (лишь один – пояс каледонид –

имеет геологическое название). На территории России и сопредельных

стран А.Е. Ферсман выделял каледониды, кавказиды, уралиды, сибириды,

тяньшаниды, Монголо-Охотский пояс.

Поля – геохимически однородные области, сложенные осадочными

отложениями, вмещающими месторождения минерального топлива, раз-

личных солей, серы и других нерудных полезных ископаемых, сырье для

производства строительных материалов. Территории, приуроченные к

геохимическим полям, характеризуются наличием минеральных ресурсов

для развития тепловой электроэнергетики, химической промышленности,

производств строительных материалов.

Зоны как геохимические системы характеризуются современными

интенсивными процессами миграции химических элементов и обусловле-

Мономинеральных руд в природе нет; любая руда содержит как минимум несколько

компонентов, поэтому название рудам часто дается по превалирующему (по содержа-

нию в руде) компоненту.

ны широтной климатической зональностью. А.Е. Ферсман выделял пус-

тынно-озерную зону, протягивающуюся через степи и полупустыни от

Карпат до Забайкалья включительно. В этой зоне происходит массовое

накопление различных солей – хлористых и сернокислых, что позволяет

считать ее весьма перспективной для развития основной химии.

Районы пространственного сопряжения или наложения геохимиче-

ских систем разных типов А.Е. Ферсман называл геохимическими узлами.

Их отличают два основных признака – редкое по своей природе сочетание

минеральных ресурсов и высокая концентрация их запасов. На террито-

рии России выделяются следующие геохимические узлы.

Кольский – пояс каледонид с Балтийским щитом. В рудах Кольского

рудного района выявлено более ¾ известных на Земле химических эле-

ментов, причем более 60 из них образуют промышленные концентрации.

Среди них: уникальные апатит-нефелиновые руды, железистые кварциты,

нефелиновые сиениты, магнетит-апатитовые и титаномагнетитовые руды,

руды, содержащие медь, никель, кобальт, редкие и рассеянные элементы,

месторождения кианита, слюд, нерудных строительных материалов, цвет-

ных поделочных камней при наличии гидроэнергетических ресурсов.

Донецкий – Украинский щит с поясом тяньшанид и пустынно-

озерной зоной, пространственное сопряжение которых обусловило соче-

тание месторождений железных и марганцевых руд, ртути, гипса и солей

при значительных энергетических ресурсах Донецкого бассейна.

Уральский – пояс уралид, окруженный геохимическими полями. На

западном склоне Урала в пределах геохимических полей – Тимано-

Печорская и Волго-Уральская нефтегазоносные провинции, Оренбургское

месторождение газоконденсата, Верхнекамкий соленосный бассейн; в

горной (центральной) части – месторождения черных и цветных металлов,

бокситов, хризотил-асбеста, драгоценных и поделочных камней (самоцве-

ты уральской зеленокаменной формации), нерудных полезных ископае-

мых; к восточному склону примыкает геохимическое поле с приурочен-

ной к нему Западно-Сибирской нефтегазоносной провинцией.

Урало-Иртышский – пояс уралид с геохимическими полем и зоной;

сочетание металлорудных месторождений с запасами угля.

Кузнецко-Минусинский – сопряжение поясов сибирид и уралид с гео-

химическим полем, обусловившее сочетание металлорудных месторожде-

ний с ресурсами Кузбасса.

Забайкальский – пересечение Монголо-Охотского пояса геохимиче-

ским полем и зоной; руды, содержащие олово, свинец, цинк, золото, желе-

зо и другие металлы, а также месторождения соды и сульфатов натрия.

Предложенная А.Е. Ферсманом схема геохимического районирова-

ния позволила применить достижения геохимии к решению проблем тер-

риториальной организации минерально-сырьевой базы экономики страны,

а следовательно, и размещения производительных сил с формированием

территориально-производственных образований на основе использования

полезных ископаемых.

Запасы и ресурсы полезных ископаемых

Запасы полезных ископаемых – количество полезных ископаемых в

недрах, установленное по данным геолого-разведочных работ или в про-

цессе разработки месторождений. Запасы большинства твердых полезных

ископаемых измеряются в единицах объема или массы; природный газ,

нерудные полезные ископаемые и строительные материалы – в кубиче-

ских метрах, нефть, уголь, руды – в тоннах, благородные металлы, редкие

элементы – в килограммах, алмазы – в каратах. В целях единообразия в

методике оценки достоверности и промышленного значения запасов по-

лезных ископаемых, создания общепринятой системы терминов и опреде-

лений при их подсчете разрабатываются классификации запасов полезных

ископаемых.

Общие положения классификации формулируются следующим об-

разом:

- государственному учету подлежат запасы полезных ископаемых,

количество и качество которых, хозяйственное значение, горно-

технические, гидрогеологические, экологические и другие условия добы-

чи положительно оценены государственной экспертизой;

- запасы подсчитываются и учитываются всеми недропользователя-

ми по каждому виду ископаемых и направлениям их возможного про-

мышленного использования; запасы подсчитываются по месторождениям

(участкам) на основании результатов геологоразведочных и эксплуатаци-

онных работ, выполненных в процессе их изучения и промышленного ос-

воения;

- запасы полезных ископаемых подсчитываются в недрах в соответ-

ствии с экономически обоснованными параметрами кондиций (см. ниже),

подтвержденными государственной экспертизой; в комплексных место-

рождениях подлежат обязательному подсчету и учету запасы основных и

совместно с ними залегающих полезных ископаемых, а также содержа-

щихся в них основных и попутных полезных компонентов (металлов, ми-

нералов, химических элементов и их соединений), целесообразность про-

мышленного использования которых определена кондициями для подсче-

та запасов;

- прогнозные ресурсы оцениваются всеми недропользователями по

каждому виду твердых полезных ископаемых в целом по бассейнам, руд-

ным районам, узлам, полям, рудопроявлениям, флангам и глубоким гори-

зонтам месторождений, исходя из благоприятных геологических предпо-

сылок и обоснованной аналогии с известными объектами, а также по ре-

зультатам геологосъемочных, геофизических и геохимических работ;

- качество полезных ископаемых изучается с учетом особенностей

технологии их переработки и комплексного использования, требований

государственных и отраслевых стандартов и технических условий; опре-

деляются также содержание попутных ценных, токсичных и вредных

компонентов, формы и особенности их распределения в продуктах обога-

щения и перерабатывающих переделов.

Перечисленные общие требования к полезным ископаемым отража-

ются в нормативных и методических документах.

Запасы твердых полезных ископаемых по степени разведанности (в

сторону ее уменьшения) разделяются на категории А, В, С

и С

, а по воз-

можности немедленной эксплуатации – на балансовые и забалансовые.

Прогнозные ресурсы по степени обоснованности (также в сторону умень-

шения) подразделены на категории Р

, Р

, и Р

По степени изученности месторождения подразделяются на разве-

данные и оцененные. К разведанным относятся месторождения, запасы

которых, их качество и горнотехнические условия разработки изучены по

скважинам и горным выработкам с полнотой, достаточной для технико-

экономического обоснования промышленного освоения, а также для про-

ектирования строительства или реконструкции горнодобывающего пред-

приятия.

При проведении разведочных работ должно быть рассмотрено воз-

можное влияние отработки запасов месторождения на окружающую среду

и даны рекомендации по предотвращению или снижению прогнозируемо-

го уровня отрицательных экологических последствий.

Рациональное соотношение запасов различных категорий в разве-

данных и оцененных месторождениях определяются исходя из конкрет-

ных геологических особенностей месторождения, условий финансирова-

ния и строительства горнодобывающего предприятия.

Раздельному подсчету и учету подлежат балансовые и забалансовые

запасы твердых полезных ископаемых.

Балансовые запасы подразделяются на:

1) экономически эффективные, извлечение которых на момент оцен-

ки, согласно технико-экономическим расчетам, целесообразно в условиях

конкурентного рынка при использовании техники и технологии добычи и

переработки сырья, обеспечивающих соблюдение требований по рацио-

нальному использованию недр и охране окружающей среды;

2) недостаточно экономически эффективные, извлечение которых на

момент оценки, согласно технико-экономическим расчетам, представляет-

ся нецелесообразным в условиях конкурентного рынка из-за низких тех-

нико-экономических показателей, но освоение которых становится эконо-

мически возможным при осуществлении со стороны государственных ор-

ганов республики специальной поддержки недропользователя в виде на-

логовых льгот, субсидий и т.п. (гранично экономические или пограничные

запасы).

Оценка балансовой принадлежности запасов производится на осно-

вании специальных технико-экономических обоснований, подтвержден-

ных государственной экспертизой.

Месторождения полезных ископаемых передаются в эксплуатацию

на основе лицензии, выданной недропользователю при наличии запасов,

прошедших государственную экспертизу, или для опытно-промышленной

краткосрочной добычи с последующим производством экспертизы.

Запасы других полезных ископаемых, залегающих на площади ме-

сторождения, и пород вскрыши, при потребности в них и возможности

рентабельной отработки, должны быть разведаны и подсчитаны по соот-

ветствующим требованиям.

Забалансовые запасы подразделяются на две группы:

1) отвечающие требованиям, предъявляемым к балансовым запасам,

но использование которых на момент оценки невозможно по горнотехни-

ческим, правовым, экологическим и другим обстоятельствам;

2) извлечение которых на момент оценки, согласно технико-

экономическим расчетам, экономически нецелесообразно вследствие

низкого содержания полезного компонента, малой мощности тел полезно-

го ископаемого или особой сложности условий их разработки или перера-

ботки, но использование этих запасов в ближайшем будущем может стать

экономически эффективным в результате повышения цен на минерально-

сырьевые ресурсы или при уровне технического прогресса, обеспечиваю-

щем снижение издержек производства.

Забалансовые запасы подсчитываются и учитываются в случае, если

технико-экономическими расчетами установлена возможность их сохра-

нения в недрах для последующего извлечения или целесообразность по-

путного извлечения, складирования и сохранения для использования в бу-

дущем. При подсчете забалансовых запасов производится их подразделе-

ние в зависимости от причин отнесения к забалансовым (экономических,

технологических, горнотехнических, экологических и т.п.).

В общем комплексе геологоразведочных работ важная роль отводит-

ся вопросам оценки прогнозных ресурсов, выполняемой недропользовате-

лями на всех этапах и стадиях познавательного процесса (за исключением

конечной эксплутационной).

Прогнозные ресурсы оцениваются в целом по бассейнам, зонам, руд-

ным районам, узлам, полям, флангам и горизонтам месторождений, исхо-

дя из геологических критериев (предпосылок и признаков) и обоснован-

ной аналогии с известными промышленными объектами, а также по ре-

зультатам геологосъемочных, геофизических и геохимических работ.

Прогнозные ресурсы позволяют судить о возможности расширения

минерально-сырьевой базы и улучшения ее географо-экономического

размещения. Одновременно они способствуют перспективному планиро-

ванию и выбору направления работ на всех этапах и стадиях геологораз-

ведочного процесса, особенно на ранних.

Ресурсы категории Р

учитывают возможность выявления новых

месторождений на перспективных участках и рудных тел на разведанных

и разведуемых месторождениях. Для количественной оценки ресурсов

этой категории используются геологически обоснованные представления

о размерах, морфологии и условиях залегания известных тел полезных ис-

копаемых. Принимаются во внимание результаты геологических, геофи-

зических и геохимических исследований площадей (участков) возможного

нахождения полезных ископаемых, а также материалы экстраполяции

различных геологических данных, установленных на более изученной

части месторождения и определяющих участки и глубину рас-

пространения искомого полезного ископаемого.

Ресурсы категории Р

предполагают возможность обнаружения в

известных или потенциальных минерагенических подразделениях новых

месторождений полезных ископаемых, вероятность которых основывается

на положительных признаках, выявленных при средне- и крупномасштаб-

ной геологической съемке, поисковых работах, геофизических, геохими-

ческих, геоморфологических и ландшафтных исследованиях. Ресурсы ка-

тегории Р

учитывают лишь потенциальную возможность открытия ме-

сторождений полезных ископаемых на основании благоприятных предпо-

сылок, выявленных в оцениваемом районе при средне- и мелкомасштаб-

ном региональном геологическом изучении недр, дешифровании космиче-

ских снимков, а также при анализе геофизических и геохимических ис-

следований.

Количественная оценка прогнозных ресурсов производится ком-

плексно; используются имеющиеся, соответствующие современным реа-

лиям требования к качеству и технологическим свойствам сырья анало-

гичных месторождений с учетом возможных изменений в ближайшей

перспективе.

Конечный результат прогнозной оценки – это формирование банка

данных и фонда поисковых площадей, разработка научно обоснованных ре-

комендаций по развитию прогнозно-минерагенических исследований, поис-

ковых и оценочных работ. Поиски предусматриваются только в пределах

тех минерагенических подразделений, перспективных участков и проявле-

ний, по которым были предварительно оценены прогнозные ресурсы катего-

рий Р

и Р