Постепенно бронзовый век сменился железным веком, который продолжался примерно 3,5 тыс. лет. Археологическими исследованиями установлено, что железо сыграло особенно большую роль в развитии человеческой цивилизации. Первые плавки железных руд и изготовление первых кованых железных изделий относятся, очевидно, ко второму тысячелетию до нашей эры (Египет, Месопотамия). Затем железные руды стали использовать на территории Европы, южной России, Кавказа. Из железа производили орудия труда и быта, оружие, многие другие изделия.
С известной долей условности можно утверждать, что на протяжении всего периода средних веков и нового времени – вплоть до промышленных переворотов XVIII–XIX вв. – минерально-сырьевую базу человечества составляли примерно те же металлы (медь, железо, золото, серебро, олово, свинец, ртуть), что и в древнем мире, а также поделочные и драгоценные камни. Но во второй половине XIX и в первой половине XX в. состав этой базы претерпел очень большие изменения.
Они коснулись топливных полезных ископаемых. Началось широкое использование ископаемых углей, хотя их и задолго до этого добывали непромышленными способами. То же относится и к нефти. Известно, что природный битум использовали еще тысячелетие назад, но первые примитивные нефтяные скважины появились только в XVII в., а начало промышленной добыче было положено лишь в середине XIX в., причем почти одновременно в Польше, Румынии, России и США. В середине того же XIX в. был получен металлический уран, а добычу урановой руды – главным образом для извлечения радия – стали осуществлять уже в начале XX в.
Изменения коснулись и рудных полезных ископаемых. В первую очередь это относится к алюминию. Запасы бокситов были впервые обнаружены в начале XIX в. на юге Франции у местечка Бокс (отсюда и их название). В середине того же века была разработана технология промышленного получения этого металла. Но массовое его производство и применение началось уже в XX в. Примерно такие же вехи отмечают «родословную» марганца, хрома (от греч. «хромос» – цвет), никеля, ванадия, вольфрама, молибдена, магния.
Наконец, эти изменения коснулись и нерудных ископаемых – фосфоритов, калийных солей, асбеста, алмазов. Первая «алмазная лихорадка» была отмечена в Бразилии еще в первой половине XVIII в. Во второй половине XIX в. такие «лихорадки» произошли в Южной Африке и в США (Калифорния). В 1829 г. 14-летний Павел Попов нашел первый алмаз на территории России – на одном из рудников Урала.
Новое количественное и качественное изменение минерально-сырьевой базы человечества началось уже в середине XX в. в связи с научно-технической революцией. Речь идет в первую очередь о «металлах XX века» – титане, кобальте, бериллии, литии, ниобии, тантале, цирконии, германии, теллурии, без которых было бы практически невозможно развитие самых современных производств, в наибольшей степени олицетворяющих нынешний этап НТР.
13. Мировые ресурсы минерального топлива и сырья
Минеральными ресурсами принято называть полезные ископаемые, извлекаемые из недр Земли. В современном хозяйстве используется примерно 200 различных видов минерального топлива и сырья. Классификации их могут быть различными. Наиболее широко распространена классификация на основе технического использования ресурсов, при которой выделяют топливные, металлические, технические ресурсы и строительные материалы. Применяется также генетическая классификация, в основу которой положены возраст и особенности происхождения; при этом обычно выделяют ресурсы докембрийской, нижнепалеозойской, верхнепалеозойской, мезозойской и кайнозойской геологических эпох. Мировые ресурсы минерального топлива и сырья периодически оценивают и переоценивают на сессиях Мирового энергетического совета (ранее – Мировой энергетической конференции), горных, геологических, нефтяных, газовых и других конгрессов.
Наибольшее внимание традиционно привлекают топливные ресурсы. Их принято учитывать по двум главным категориям – общегеологических и разведанных (достоверных, доказанных, подтвержденных) ресурсов. В пределах земной суши они распределяются довольно неравномерно. Так, по оценкам конца 1990-х гг., первое и второе места по их запасам делят между собой регионы СНГ и Азиатско-Австралийский. На третьем месте находится Северная Америка, а далее идут Ближний и Средний Восток, зарубежная Европа, Африка и Латинская Америка. Естественно также, что регионы различаются и по структуре своих топливных ресурсов. В целом в мире на долю угля приходится 70–75 % всех топливных ресурсов (в условном топливе), а остальная часть примерно поровну распределяется между нефтью и природным газом. При этом в Европе, например, доля угля составляет 90 %, а на Ближнем и Среднем Востоке, напротив, 100 % приходится на ресурсы нефти и природного газа.
Уголь широко распространен в земной коре: известно более 3,6 тыс. его бассейнов и месторождений, которые в совокупности занимают 15 % земной суши. Как общие, так и разведанные запасы угля намного больше запасов нефти и природного газа. В 1984 г. на XXVII сессии Международного геологического конгресса общие мировые угольные ресурсы были оценены в 14,8 трлн т (в том числе 9,4 трлн т каменного и 5,4 трлн т бурого угля), а во второй половине 1990-х гг. в результате разного рода переоценок и перерасчетов – в 5,5 трлн т (в том числе 4,3 трлн т каменного и 1,2 трлн т бурого угля).
Однако гораздо чаще в научно-справочной, да и в учебной литературе говорят о разведанных запасах, доступных для разработки при существующих технических и экономических критериях использования. Еще в 1984 г. они были оценены в 1,2 трлн т, а в начале 2004 г. – примерно в 1 трлн т. По разведанным запасам угля крупные регионы следуют в таком порядке: Северная Америка, СНГ, зарубежная Азия, зарубежная Европа, Австралия и Океания, Африка, Латинская Америка. При определении ранжира отдельных стран также обычно пользуются данными о разведанных запасах (табл. 12).
Анализ таблицы 12 показывает, во-первых, что на США, Китай и Россию приходится более 1/2 всех мировых разведанных запасов угля, и, во-вторых, что в составе первой десятки стран по запасам угля экономически развитые страны значительно преобладают над развивающимися.
Всего угольные ресурсы разведаны в 83 странах мира. Геологические закономерности их распределения по территории земной суши изучали многие ученые. Академик П. И. Степанов еще в 1937 г. установил минимумы и максимумы угленакопления, связанные с особенностями конкретных геологических эпох, с их палеогеографической обстановкой. Затем эти подсчеты неоднократно уточняли. Согласно современным представлениям, 47 % всех угольных ресурсов приходится на отложения палеозоя, 37 – мезозоя и 16 % – кайнозоя. В том числе из отдельных геологических периодов максимумы угленакопления приходятся на пермь, карбон и мел, в меньшей мере – на юру, неоген и палеоген. В Европе резко преобладают карбоновые и палеоген-неогеновые угли, в Азии – пермские.
Таблица 12
ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО РАЗВЕДАННЫМ ЗАПАСАМ УГЛЯ
Кроме стран, включенных в таблицу 18, значительными запасами железных руд обладают также Канада, Франция, Венесуэла, Великобритания.
Бокситы – главное алюминиевосодержащее сырье, состоящее в основном из гидроокислов алюминия. Месторождения их находятся в осадочных породах и большей частью связаны с участками коры выветривания, причем расположенными в пределах тропического и субтропического климатических поясов. В число главных бокситоносных провинций входят Средиземноморская в Европе, Гвинейская в Африке, Карибская в Латинской Америке и Северо-Австралийская. Общегеологические ресурсы бокситов обычно оценивают примерно в 250 млрд т, а разведанные их запасы – в 20–30 млрд т. Наибольшими запасами бокситов обладают страны: Гвинея, Австралия, Бразилия, Ямайка, Индия, Китай, Гайана, Суринам. Содержание глинозема в бокситах примерно такое же, как железа в железных рудах, поэтому запасы бокситов, как и запасы железных руд всегда оценивают по руде, а не по ее полезному компоненту.
Совсем иначе обстоит дело с рудами других черных, цветных и легирующих металлов. Поскольку содержание металла в них обычно очень невелико (от 1 до 10 % и меньше), их запасы всегда оценивают не по руде, а по содержащемуся в ней металлу. При этом мировые разведанные запасы хромовых и марганцевых руд составляют 5–6 млрд т, меди, цинка, свинца – от 100 млн до 600 млн, а олова, вольфрама, молибдена, кобальта – от 1 млн до 10 млн т.
Среди нерудных полезных ископаемых большими размерами запасов выделяются поваренная и калийная соли, фосфориты, сера.
Статистические источники позволяют сравнить минерально-сырьевой потенциал экономически развитых стран Запада, развивающихся стран и стран с переходной экономикой. Странам Запада принадлежит первое место по разведанным запасам золота, марганцевых и хромовых руд, а также урана, свинца и цинка. Доля развивающихся стран особенно велика в запасах нефти (более 80 %), бокситов (77 %), олова и алмазов (60–65 %), а также меди (53 %). Страны с переходной экономикой выделяются большими запасами природного газа и железной руды (50 %). Примерно в равной пропорции все три группы стран обладают запасами никеля, молибдена, серебра.
Из стран с переходной экономикой наиболее богаты минеральным топливом и сырьем Россия, Казахстан и Украина.