Экспертиза источников сырья

А.Б.Тринкер, д.т.н.

Невозможно представить современное государство без благоустроенных домов с теплом и освещением, без транспорта и магазинов с продуктами питания, а людей без одежды, обуви, телефонов, этим мы отличаемся от людей первобытного общества 10 000 лет назад. 

Первая наука позволившая начать переход от первобытного к рабовладельческому строю и далее по пути прогресса является геология. Полезные ископаемые : уголь, руды послужили началу производства металлов, из глины и песка обжигали керамику, а из смесей ископаемых были получены первые вяжущие вещества, что позволило отказаться от пещер в виде жилья и пирамид из каменных трудно-обрабатываемых блоков, и так-же отказаться от деревянных сгораемых построек из дефицитных и медленно восстанавливаемых в природе зелёных насаждений. 

Например, полностью вырубленный в период зарождения Римской империи лес на Апеннинском полуострове, то есть в Италии, не восстановлен до сих пор. С помощью геологии были найдены источники энергии в виде жидких – нефти и газообразных ископаемых, потом нашли урановые руды. ........

Впервые человечество применило минеральные вяжущие вещества при постройке пирамид в древнем Египте (фото 1) : карбонат натрия, фосфаты, кварц, силикат алюминия, которые находили в иловых отложениях Нила, кальцит (дроблённые ракушки), известняк из горных пород являлись отличным и долговечным гидравлическим связующем в жарком и сухом климате Африки.

e7b6822cb5e7c5e9a19b8cea6c737e6b.jpg

Фото 1 Пирамида фараона Хеопса в Гизе ( Египет ) высотой 150 метров, построена 4600 лет назад. При строительных работах в жарком климате Африки применялся кладочный гипсо-песчанный раствор – первое монументальное строительство.

Строители Римской империи в многочисленных постройках успешно использовали известь (фото 2).

5f8098c68be91eb8bfefaa1bc4ef0910.jpg

Фото 2 Древне-Римские бани с бассейнами, город Помпеи, построены более 2300 лет назад, в строительстве применялся известковый раствор.

Минералогия часть геологии, эта наука получила развитие в Германии (фото 3), составляющей основу земного шара, задача минералогии : определение и классификация камней по их свойствам.

c3ec4b9c80d992ed10b89f5c6d824556.jpg

Фото 3 Описание знаменитой Карлсбадской коллекции минералов, автор универсальный учёный и знаменитый поэт Иоганн Вольфганг фон Гёте, 1827 год, «Немецкий Музей», Мюнхен.

Основателем современной геологии и минералогии признан немецкий учёный Georgius Agricola (1494 – 1555), он также занимался металлургией и составил первые исследования технологических процессов горного дела. Большинство из 15 его книг посвящены геологии, материаловедению, защите окружающей среды в результате деятельности человека.

В результате изобретения портландцемента (1824 год) в строительстве произошла индустриальная революция [3], а компонент цемента - клинкер полученный при обжиге минералов с температурой около 1450 градусов, который затем помолом в мельницах с гипсом и добавками превращают в цемент - завоевали весь мир (фото 4 и 5).

6bfb6716d4e59a1f4537f859f47381c0.jpg

Фото 4 Самый большой в мире Московский университет им. М.В.Ломоносова построенный в 1953 году с применением современных строительных материалов и тысяч отечественных минералов, участник „Guinness World Records“.

ce5bf70243b098fc88727d0311a7ecd8.jpg

Фото 5 «Бурж Халифа» - «Башня Халифа» построенное в Дубае высотой 828 метров ( ОАЭ ) в 2010 году самое высокое здание в истории человечества, архитектурой напоминает Останкинскую телевизионную башню высотой 540 метров возведённую в 1967 году, в Москве то есть на 5000 километров Севернее!

Составляющие цемента : карбонатные породы (известняк) и глинозём (глина или глинистые сланцы), мергели (природная смесь карбонатных и глинистых пород), месторождения которых определяют геологи, уточняя физико-химический и минералогический составы и разрабатывая карты залегания пород.

Геология способствовала созданию тысяч видов вяжущих и составов бетонов для сооружений и конструкций предназначенных служить в разных условиях на Земле.

Отечественным геологам ХХ века принадлежат крупнейшие научные достижения, поставившие нашу страну на передовые позиции в деле разведки и добычи минеральных ресурсов. В кратчайшие сроки, в труднейших условиях на обширнейших пространствах нашей родины удалось сделать уникальные и разнообразные геологические открытия благодаря тому, что были разработаны теоретические основы и создана эффективная геологическая служба в 1930-х годах.

В 1970-1989 г.г. на Кольском полуострове была пробурена единственная на планете сверхглубокая скважина для изучения земной коры, глубиной 12 262 метра. Кольский полуостров обладает одним из древнейших на Земле месторождением горных пород возраст которых четыре миллиарда лет. В результате данного неповторимого проекта, руководителем которого был академик Д.М.Губерман (1929-2011), получены дополнительные сведения о литосфере Земли позволившие значительно расширить геологические знания.

Какие основы и перспективы развития отечественной геологии ?

Недавно исполнилось 150 лет со дня рождения выдающегося учёного академика В.И.Вернадского (1863 – 1945), который был учеником великого химика Д.И.Менделеева (1834 – 1907), геолога-создателя науки почвоведение В.В. Докучаева (1846 – 1903) и знаменитого учёного по кристаллографии и минералогии Paul Heinrich von Groth (1843-1927) в Мюнхене. В.И.Вернадский изучал топографическую минералогию, генезис минералов, геохимию – историю перемещения и превращения атомов Земли включающую биогеохимию, геохимию производственной деятельности человека, радиогеологию, гидрогеохимию. 

В соответствии с его теорией Биосферы земная кора состоящая из минералов это гигантская химическая лаборатория в которой происходит круговорот энергии и веществ всех живых организмов Земли, как считал учёный «нарушителей геохимических равновесий», а жизнь это «постоянная переработка неорганического вещества». Скорость накопления осадков возрастает со временем, появляются новые минералы и горные породы : горючие сланцы, руды, фосфориты, угли, причём некоторые типы руд исчезают, другие появляются, широко распространённые доломиты вытеснены карбонатами, известняками…. 

Докторская диссертация В.И.Вернадского посвящена химии силикатов – породообразующим минералам составляющим более 90% литосферы. Исследования прогнозируемой геохимической активности показали, что наивысшей обладают сине-зелёные водоросли, цианобактерии, которые в результате биоминерализации образуют новые минералы внутри собственной клетки…. Один из великих отечественных геологов ХХ века академик А.Е.Ферсман (1883 – 1945), геохимик и минералог, внёс огромный вклад в создание минерально-сырьевой базы СССР, творчески развил теорию техногенеза. 

Всемирно известные учёные начиная с М.В.Ломоносова [5] постоянно учились, исследовали природу Земли и передавали опыт последующим поколениям, показывая всем нам пример в творческом отношении к работе. Учёных ждут новые открытия, материалы, технологии, топливо будущего, и всё это должны найти геологи.

Выводы

Геология историческая основа строительной технологии, а качество бетонов зависит от исходного сырья моно- и поли-минералов для получения цементов и бетонов.

Теория формования полезных ископаемых на территории России требует дальнейших исследований : уточнения источников вещества дающего начало полезным ископаемым, форм их миграции, генетических, геологических и физико-химических параметров концентрации, площади и глубины распространения.

По разнообразию минералов необходимых для строительных технологий, Россия не имеет равных на нашей планете, задача отечественных геологов в ХХ1 веке определить и составить точные карты минерального сырья для Будущего.

Библиография

1. Haakon Fossen, „Structural Geology“, Cambridge University Press, 2012, 480 pages, 549 color illus., 276 x 219 mm, 52 $, ISBN 978-0-521-51664-8 : «Структурная геология».

2. Dr.Gregor Markl „ Minerale und Gesteine : Mineralogie-Petrologie-Geochemie“, Universität Tübingen, Springer, 2008, 612 Seiten, 45 Euro, ISBN 978-3-8274-1804-3 : «Минералы и горные породы : Минералогия-Петрология-Геохимия».

3. Christoph Buchheim „Idustrielle Revolutionen. Wirtschaftsentwicklung in Großbritanien, Europa und in Übersee“, DTV, München, 1994, ISBN 3 – 423- 04622 – 8 : «Индустриальные революции. Развитие экономики в Великобритании, Европе и за океаном», стр. 1 – 170.

4. Helmut Lindner „Strom. Erzeugung, Verteilung und Anwendung der Elektrizität. Deutsches Museum München. Kulturgeschichte der Naturwissenschaften und der Technik“, Rowohlt, 1985, ISBN 3 499 17723 4 : «Энергия. Производство, распределение и применение электричества. Немецкий Музей. История естественных наук и техники», стр. 1 – 272.

5. Баландин Р.К. В.И.Вернадский, жизнь, мысль, бессмертие, ЭКСМО, Москва, 160 стр.

Комментарии