Эссе о хрендостаниуме
Любому организму необходимы ресурсы для своего существования и развития. Чем сложнее и более развит организм(система), тем больше разнообразных ресурсов он потребляет. Современная цивилизация потребляет множество самых невообразимых ресурсов, от отрыжки кашалота(амбры) до рения с рутением, для добычи грамма которых перерабатывают целые карьеры породы.
Мы любим, по своей природе дикаря-собирателя, думать о каждом ресурсе, как о хрендостаниуме(XR), этаком ништяке, который как молодильные яблоки, растет в одном саду под далекой горой, но на самом деле - это не так, во всяком случае для химических элементов.
Земля - довольно однородна по своему составу в пределах определенных «слоев». Состав континентов довольно выдержан и однороден, средний состав Северной Америки на 100% совпадает с средним составом Африки, или там Австралии.
В геологии есть такое понятие - кларк содержания элемента в чем-то, в Солнечной системе, в земной коре, или в каких-то породах. К примеру, кларк серебра в земной коре - 7 мг/т, однако в гранитах - всего 5 мг/т, а в осадочных породах - до 100 мг/т. Кларк никеля вообще изменяется от 1,5 кг/т в ультраосновных породах до 8 г/т в гранитах, то есть более, чем в 200 раз! В случае с серебром, высокий кларк содержания в осадочных породах обусловлен металлорганическими соединениями серебра и изоморфной примесью его в сульфидах. А высокие содержания никеля в ультраосновных породах - за счет его примеси в породообразующем минерале оливин, где его содержится от 0,5 до 5 кг/т.
Для образования любой неоднородности в составе необходимо затратить весьма приличное количество энергии. Чем больше степень этой неоднородности - тем больше были затраты энергии на её образование. Процесс выплавления тех же гранитных батолитов (гранитные интрузии, имеющие площадь в десятки тысяч кв.км), или подъема с огромной глубины пластин весьма плотных офиолитов (ультраосновные породы, слагающие верхнюю мантию) - штука очень энергозатратная. Представьте сами, сколько нужно энергии, чтобы расплавить, пусть и частично, сотни тысяч кубических километров породы.
Месторождения полезных ископаемых образуются благодаря таким вот циклопическим природным процессам. Зависимость энергии, необходимой для возрастания концентрации вещества, от концентрации, носит степенной и экспоненциальный характер. То есть(условно), чтобы в некотором месте возросло содержание, скажем меди, в 100 раз относительно среднего по больнице, необходимо в 100 раз больше энергии, чем для возрастания содержаний в 10 раз, и в 100 раз меньше, чем для возрастания в 1000 раз относительно кларка.
Одни металлы с низкими кларками легко образуют промышленные концентрации, превышающие кларк в тысячи раз - это уран, сурьма, ртуть, золото, серебро, медь и т.д. Другие - весьма неохотно, скажем кларк платины в 50 раз больше, чем золота(!), однако богатых руд платиноидов практически не известно, а месторождения можно легко пересчитать. Третьи - вообще образуют высокие концентрации в исключительных случаях. Именно их называют редкими металлами. Но даже они образуют месторождения, с содержаниями в 100-500 раз выше кларковых.
А отсюда происходит очень интересный вывод.
Хрендостаниумов - НЕ СУЩЕСТВУЕТ! На одно уникальное месторождение по запасам приходится десяток крупных месторождений и тысячи мелких и средних. На одно богатое месторождение приходятся сотни бедных и тысячи потенциальных месторождений с низкими содержаниями полезного компонента. И для редких металлов это не менее справедливо, чем для меди, или алюминия. Такое распределение следует из самого механизма образования любых месторождений.
В масштабах крупнейших государств, сравнимых по размерам с континентами, проблемы обеспечения ВПК стратегически важными металлами не существует, есть исключительно воля государства. Всегда есть более бедные, меньших размеров месторождения. Либо новые, не используемые промышленностью типы месторождений (см добычу алюминия из нефелиновых руд в СССР, Эльконское месторождение урана и т.д.). Хуже, несколько дороже, намного сложнее - но тем не менее, всегда можно добыть необходимое количество металла.
( продолжение следует)
Мы любим, по своей природе дикаря-собирателя, думать о каждом ресурсе, как о хрендостаниуме(XR), этаком ништяке, который как молодильные яблоки, растет в одном саду под далекой горой, но на самом деле - это не так, во всяком случае для химических элементов.
Земля - довольно однородна по своему составу в пределах определенных «слоев». Состав континентов довольно выдержан и однороден, средний состав Северной Америки на 100% совпадает с средним составом Африки, или там Австралии.
В геологии есть такое понятие - кларк содержания элемента в чем-то, в Солнечной системе, в земной коре, или в каких-то породах. К примеру, кларк серебра в земной коре - 7 мг/т, однако в гранитах - всего 5 мг/т, а в осадочных породах - до 100 мг/т. Кларк никеля вообще изменяется от 1,5 кг/т в ультраосновных породах до 8 г/т в гранитах, то есть более, чем в 200 раз! В случае с серебром, высокий кларк содержания в осадочных породах обусловлен металлорганическими соединениями серебра и изоморфной примесью его в сульфидах. А высокие содержания никеля в ультраосновных породах - за счет его примеси в породообразующем минерале оливин, где его содержится от 0,5 до 5 кг/т.
Для образования любой неоднородности в составе необходимо затратить весьма приличное количество энергии. Чем больше степень этой неоднородности - тем больше были затраты энергии на её образование. Процесс выплавления тех же гранитных батолитов (гранитные интрузии, имеющие площадь в десятки тысяч кв.км), или подъема с огромной глубины пластин весьма плотных офиолитов (ультраосновные породы, слагающие верхнюю мантию) - штука очень энергозатратная. Представьте сами, сколько нужно энергии, чтобы расплавить, пусть и частично, сотни тысяч кубических километров породы.
Месторождения полезных ископаемых образуются благодаря таким вот циклопическим природным процессам. Зависимость энергии, необходимой для возрастания концентрации вещества, от концентрации, носит степенной и экспоненциальный характер. То есть(условно), чтобы в некотором месте возросло содержание, скажем меди, в 100 раз относительно среднего по больнице, необходимо в 100 раз больше энергии, чем для возрастания содержаний в 10 раз, и в 100 раз меньше, чем для возрастания в 1000 раз относительно кларка.
Одни металлы с низкими кларками легко образуют промышленные концентрации, превышающие кларк в тысячи раз - это уран, сурьма, ртуть, золото, серебро, медь и т.д. Другие - весьма неохотно, скажем кларк платины в 50 раз больше, чем золота(!), однако богатых руд платиноидов практически не известно, а месторождения можно легко пересчитать. Третьи - вообще образуют высокие концентрации в исключительных случаях. Именно их называют редкими металлами. Но даже они образуют месторождения, с содержаниями в 100-500 раз выше кларковых.
А отсюда происходит очень интересный вывод.
Хрендостаниумов - НЕ СУЩЕСТВУЕТ! На одно уникальное месторождение по запасам приходится десяток крупных месторождений и тысячи мелких и средних. На одно богатое месторождение приходятся сотни бедных и тысячи потенциальных месторождений с низкими содержаниями полезного компонента. И для редких металлов это не менее справедливо, чем для меди, или алюминия. Такое распределение следует из самого механизма образования любых месторождений.
В масштабах крупнейших государств, сравнимых по размерам с континентами, проблемы обеспечения ВПК стратегически важными металлами не существует, есть исключительно воля государства. Всегда есть более бедные, меньших размеров месторождения. Либо новые, не используемые промышленностью типы месторождений (см добычу алюминия из нефелиновых руд в СССР, Эльконское месторождение урана и т.д.). Хуже, несколько дороже, намного сложнее - но тем не менее, всегда можно добыть необходимое количество металла.
( продолжение следует)