Есть ли бесполезные ископаемые?

XI конкурс исследовательских работ и проектов младших школьников «Я познаю мир — 2017»

( в рамках Российской программы «Я — исследователь»)

Направление: геология

Название  работы: «Есть ли бесполезные ископаемые?»

Автор: Чупин Георгий Вячеславович

Место  выполнения: МБОУ-лицей,  1  класс, Владикавказ.

Руководитель: Курочка Юлия Сергеевна, учитель начальных классов.

Владикавказ. 2017.

Оглавление

Введение. ………………………………………………………...……………… 3 

Глава 1. Теоретическая часть

     1.1. История освоения полезных  ископаемых……………………………....5  

Глава 2. Практическая часть

     2.1. Сбор информации……………….. .………….………...……....................7

     2.2. Опыты …………………………….. ……...…..…………….…….............9

Введение

     Каждый год мы бываем на море у бабушки, с самого моего рождения. Когда мне было три  года, я принес домой свой первый камень. Когда меня спросили: «зачем ты тащишь его в дом?» я ответил – «Красиво!» На морском берегу, среди гальки, когда камни омыты водой, есть множество причудливых по цвету, форме и фактуре замечательных камушков. Так началось мое увлечение минералами. Я собирал их на море и в горах, просил купить на выставках камней, покупал литературу и коллекции горных пород.

     Я задумался, все ли они могут быть использованы на благо человека и стал  собирать различные образцы еще  для опытов и выдвинул гипотезу, что не существует бесполезных ископаемых.

     Поэтому я поставил перед собой цель: больше узнать о полезных ископаемых,  и  определил  следующие задачи: 

• выяснить, что такое полезные ископаемые; 
• изучить и проанализировать историю использования человеком полезным ископаемых;
• изучить свойства образцов и выявить чем они могут быть полезны человеку;
• распределить полезные ископаемые по способу употребления.

Я использовал следующие методы исследования:

1. наблюдение
2. сравнение
3. опыт
4. опрос-анкетирование
5. обобщение полученных данных.

1.1.  История освоения полезных  ископаемых

     «Велико есть дело достигать во глубину земную разумом, куда рукам и оку досягнуть возбраняет натура, странствовать размышлениями в преисподней, проникать рассуждением сквозь тесные расселины и вечною ночью помраченные вещи и деяния выводить на солнечную ясность"

М. В. Ломоносов^[1]

     Путешествуя и осматривая различные достопримечательности, я увидел, что прочность камня люди используют с древнейших времен, строя жилища, мосты, дороги. Камень используют едва ли не на всех этапах строительства – от возведения фундамента до внутренней отделки. Причем камень часто носит не только вспомогательную функцию – засыпок и примесей, но и сам служит полноценным строительным материалом. Взять, к примеру,  валуны.  Неотесанные глыбы часто можно увидеть в кладке фундамента или стен башен, замков, домов. Такая кладка  невероятно прочна. Я осмотрел дольмены, построенные 6 тысяч лет назад на черноморском побережье,  дербентскую крепость «Нарын-кала» пятитысячелетней давности, анакопийскую крепость в Абхазии, построенную в конце  7 века, аланские храмы Архыза 9-10 веков, оборонительно-сторожевые башни Северного Кавказа 14-17 веков. Действительно, трудно найти материал надежнее камня для возведения стен крепостей. Но, посетив Чиркейскую ГЭС - гидроэлектростанцию на реке Сулак у посёлка Дубки, в Буйнакском районе Дагестана, самую мощную гидроэлектростанцию на Северном Кавказе,  я увидел, что люди стали применять для строительства и другие материалы, такие, как железобетон.

     Посетив музеи истории, я выяснил, что до промышленных переворотов 18-19 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 19 и в первой половине 20 в. состав этой базы претерпел очень большие изменения. Они коснулись и топливных полезных ископаемых. Началось широкое использование ископаемых углей. То же относится и к нефти. Известно, что природный битум использовали еще тысячелетие назад, а  промышленная добыча началась лишь в середине 19 в.

     Посетив музей геологии и изучив литературу, я увидел, что изменения коснулись и рудных полезных ископаемых. В первую очередь это относится к алюминию. Запасы бокситов были впервые обнаружены в начале 19 в. В середине того же века была разработана технология промышленного получения этого металла. Но массовое его производство и применение началось уже в 20 в. Примерно такие же вехи отмечают «родословную» марганца, хрома, никеля, ванадия, вольфрама, молибдена, магния.

Наконец, эти изменения коснулись и нерудных ископаемых - фосфоритов, калийных солей, асбеста, алмазов.

     А в 20 веке началось и новое количественное и качественное изменение минерально-сырьевой базы человечества в связи с научно-технической революцией. Речь идет в первую очередь о «металлах 20 века»-- титане, кобальте, бериллии, литии, ниобии, тантале, цирконии, германии, теллурии, без которых было бы практически невозможно развитие самых современных производств.

     Можно сказать, история развития человечества, научный и технический прогресс - это история превращения  бесполезных ископаемых в полезные.

2.1. Сбор информации

     Первым делом я выяснил, что полезные ископаемые это природные минеральные образования в земной коре неорганического и органического происхождения, которые при данном уровне техники могут быть использованы в народном хозяйстве в естественном виде или после соответствующей переработки. То есть ископаемые — потому что эти богатства нужно искать и выкапывать из земли, а полезные — потому что они приносят большую пользу людям.

     При отборе образцов и в своей работе я консультировался с Васьковым Игорем  Михайловичем, кандидатом  геолого-минералогических наук, преподавателем СКГТУ.  Посетил грязевой вулкан Шуго, самый крупный и впечатляющий своей необычностью вулкан Таманского полуострова, крупнейший объект такого рода на юге России, посмотрел, как люди принимают оздоровительные ванны. Съездил на самый большой в Евразии бархан Сарыкум.  Для того чтобы узнать, как добывают полезные ископаемые съездил на доломитовый карьер в Кобани и спустился в шахту в Мизуре, где добывали полиметаллическую руду. Для ознакомления с использованием полезных ископаемых посетил камнерезные, гончарные  мастерские,  кузницу.

     В начале своего исследования я решил провести опрос-анкетирование на базе МБОУ-Лицей Владикавказский, в своем классе (1 «В»), в котором предложил ответить на следующие вопросы:

•        Что такое полезные ископаемые?

•        Бывают ли «бесполезные» ископаемые?

Мною были опрошены  29 ребят. Результаты исследования показали, что 91%    знает, что такое полезные ископаемые, 9% затрудняются с ответом. На вопрос: «Бывают ли бесполезные ископаемые?» 87% ребят ответили: нет; 13% - да, что подтверждает мою гипотезу.

2.2. Опыты

     Далее моя работа шла так: я провел различные опыты с собранными образцами:

1. Опыт 1. Проверил на прочность, ударив молотком, выясняя  твердый  ли, пластичный, хрупкий образец.
2. Опыт 2. проверил, растворим ли в воде образец, опустив в воду.
3. Опыт 3.  проверил  горючесть, поднеся к газовой горелке.
4. Опыт 4. Реагирует ли с кислотой, капая разбавленную 1:1 HCl.
5. Опыт 5. Проверил их магнитные свойства, поднося к образцам  магнит.
6. Опыт  6. Проверил, пластичны ли они ( при соединении с водой можно ли после переминания и перемешивания придать им форму и сохраняют ли они ее после высыхания)

и выяснил, что  по применению их можно разделить на три группы:

• нерудные
• рудные
• горючие

Из нерудных я исследовал следующие полезные ископаемые:

 Строительно-поделочные:

1. гранит, известняк, песчаник (см. рис. 1).  Я выяснил, что прочность камня люди используют с древнейших времен  в строительстве.
2. Кремень (см. рис.2)  и выяснил, что он обладает уникальным качеством – давать искру, для разжигания огня. Его острые сколы использовали как оружие. Сейчас кремни используются как шлифовальный и полировальный материал.
3. Так как песок состоит из мелких частичек, он равномерно заполняет все полости, поэтому сейчас его широко используют в строительстве, а раньше его больше использовали для изготовления стекла (см. рис. 3).  
4. Выяснил, что сухая глина хорошо поглощает воду, но, намокнув, становится водонепроницаемой. Глина, намокнув в воде, становится пластичной, а побывав в огне – твердой (см. рис.4).  Поэтому люди  делают из глины посуду и кирпичи.
5. Я выяснил, что каменная соль хорошо растворяется в  воде (см. рис.5).   Люди едят соль и используют как консервант.
6. Выяснил, что мел легко крошится, окрашивает (см. рис.6). Его  раньше использовали для покраски, сейчас он нужен для производства бумаги, стекла и в строительстве.

Рудные полезные ископаемые.

Я исследовал магнетит, имеющий уникальное свойство – магнитность и полиметаллическую руду (см. рис.7).  Руды изучил в основном по коллекции, поскольку роль металлов в жизни человека обозначилась уже с доисторических времен. Первые металлы, с которыми познакомился человек, были медь, золото, серебро, ртуть, олово, свинец. Целые эпохи стали «металлическими»: эпоха меди сменилась эпохой бронзы. На смену бронзе пришел «железный век». Применять железо начали гораздо позже других металлов (меди, золота, цинка, свинца, олова). Первобытным людям было очень трудно догадаться, что из руды можно получить металл, который успешно можно использовать при изготовлении различных предметов, сказалось отсутствие инструментов и необходимых приспособлений, технологий для организации такого процесса. До того времени, когда человек научился получать из руды железо и изготавливать из него сталь и чугун, прошло довольно длительное время.
Всевозможные предметы быта и широкого потребления изготавливаются из железа и различных сплавов.

Горючие полезные ископаемые:

Опытным путем я определил, что существуют горючие полезные ископаемые, они выделяют много тепла при  сгорании, это

• каменный уголь, (см. рис.8).  Топливо, но сейчас применяется и  как сырье для металлургической и химической промышленности;
• нефть, (см. рис.9)  она используется как топливо и в нефтехимической  промышленности.
• торф, (см. рис.10)  сейчас не только топливо, из него получают плодородное удобрение, лекарства.

Данные опытов я свел в таблицы (см. табл.1, 2).

     Я убедился – полезные ископаемые различны по твердости, форме, цвету,  могут  гореть, превращаться в порошок и снова твердеть,  лечить, плавиться, красить. Их можно есть и они необходимы для организма. Они очень нужны людям, хотя некоторые с первого взгляда кажутся  совершенно бесполезным материалом.

Заключение

     На основании своих исследований и наблюдений я сделал следующие выводы:
1. Изучив книги, я выяснил, что и в древнем мире и сейчас человек использовал одни и те же полезные ископаемые. Но в 19-20 веках увеличились количества и способы применения полезных ископаемых.
2. Рассмотрев на практике различные образцы, я убедился, что они обладают полезными для человека свойствами и их по способам употребления можно разделить на группы. 
3. На основании этих исследований я могу сделать следующий вывод: 
Я исследовал только 10 образцов, а сейчас нам известно более 250 полезных ископаемых. Фактически все, что находится в земной коре, может стать полезным для человека, нет бесполезных ископаемых.

     В заключение хочу сказать:

История развития человечества, научный и технический прогресс - это история превращения бесполезных ископаемых в полезные.
Правда, все зависит от того, возможно ли организовать переработку полезного ископаемого. Полезные ископаемые не во все времена были полезными. Часть их до сих пор относится к потенциально полезным ископаемым, поскольку человек не может их использовать на данном уровне развития техники, но я уверен, что люди откроют новые средства и способы превращения природных богатств в полезные ископаемые.

Библиографический список:

1.Энциклопедия для детей. Обо всём на свете от А до Я.- М.: Махаон, 2003.

2.  В. В. Добровольский  «Геология», М.: ГИЦ ВЛАДОС 2001

3. А.А. Плешаков “Мир вокруг нас”, 3 класс. Часть 2, М.: Просвещение, 2006.

4. А.К.  Ларионов  «Занимательная инженерная геология»,  Издательство        Недра,   1974

5.  В. Д. Войлошников  «Книга о полезных ископаемых», М.: Недра, 1991.

6.  А. Ферсамн. Занимательная минералогия, наука, 2014

7.М.В. Ломоносов М. В. Избранные философские произведения // Москва: Госполитиздат, 1950.

Таблица 1

Свойства образцов

Таблица 2

Полезные ископаемые