Минеральные ресурсы, их структура и человеческое общество
В материале статьи использованы материалы М.А.Харькиной.
Минеральные ресурсы представлены совокупностью выявленных в недрах скоплений (месторождений) различных полезных ископаемых, в которых химические элементы и образуемые ими минералы находятся в резко повышенной концентрации по сравнению с кларковыми содержаниями в земной коре, обеспечивающей возможность их промышленного использования. Они являются составной частью природных ресурсов, включающих также агроклиматические, водные, земельные и лесные ресурсы. Все они (природные ресурсы) представляют природные тела и вещества (или их совокупность), а также виды энергии, которые на конкретном этапе развития производительных сил используются или могут быть технически использованы для эффективного удовлетворения разнообразных потребностей человеческого общества.
Структура минеральных ресурсов определяется целевым назначением их использования. Существует пять основных категорий минеральных ресурсов: топливно-энергетические, черные и легирующие металлы, цветные металлы, неметаллические полезные ископаемые, подземные воды.
К топливно-энергетическим минеральным ресурсам относятся полезные ископаемые, используемые для производства энергии: нефть, конденсат, горючий газ, каменные и бурые угли, уран, битуминозные сланцы, торф и др. Мировая энергетика XX столетия характеризовалась быстрыми темпами потребления топлива. В пятидесятые годы основным видом потребляемого топлива являлось твердое: каменный и бурый уголь, торф и горючие сланцы, которые в общей структуре потребления составляли около 60%. В семидесятые годы произошли существенные изменения в структуре потребления топлива: приоритетное значение (45%) приобрело жидкое топливо (нефть и газовый конденсат), а удельный вес твердого топлива снизился до 30% и остается на этом уровне до настоящего времени.
Категорию черных и легирующих металлов составляют руды железа, марганца, хрома, титана, ванадия, вольфрама и молибдена. Это сырье необходимо для функционирования промышленности — производства стали и чугуна.
Категория цветных металлов представлена рудами меди, кобальта, свинца, цинка, олова, алюминия, сурьмы и ртути. Они используются как в гражданской, так и в оборонной и химической промышленности.
К категории неметаллических полезных ископаемых относятся различные виды минеральных солей, строительные и другие материалы (самородная сера, флюорит, каолин, барит, графит, асбест-хризотил, магнезит, огнеупорная глина). Минеральные соли (фосфатные, калийные) являются сырьем при производстве удобрений, обеспечивающих плодородие земель и высокие урожаи зерновых. Поваренная соль (галит) — сырье для пищевой промышленности; поскольку в человеческом организме нет ее запасов и она является важнейшим компонентом питания, ее приходится употреблять ежедневно. Щебень, гранит и песок используются в дорожном строительстве и как компоненты при производстве цемента. Самородная сера и флюорит используются в химической промышленности для производства серной и плавиковой кислот, ядохимикатов и эмалей. Каолин необходим в бумажном производстве, где используется 40-50% всей его добычи, он определяет качество бумаги. Барит является утяжелителем растворов при бурении на нефть и газ, а также инертным заполнителем в медицине при рентгеноскопии. Графит необходим в литейном деле, при производстве карандашей, типографских красок, а также в атомных реакторах. Асбест-хризотил применяется как огнеупорный материал, используется его стойкость к кислотам и щелочам.
Особую категорию минерально-сырьевых ресурсов составляют подземные воды, так как их запасы восполняются в течении человеческой жизни. По своему назначению они подразделяются на питьевые, технические, используемые для орошения земель, минеральные лечебные, геотермальные, используемые в бальнеологических целях и для теплоснабжения, а также промышленные, используемые для извлечения некоторых полезных компонентов (йод, бром, литий, и др.).
Такое положение минеральных ресурсов позволяет считать их важнейшим фактором развития человеческого общества, чем и определяется их экологическое значение. Проблема удовлетворения растущих потребностей мирового хозяйства в топливе и энергии, черных, цветных, редких и благородных металлах, алмазах, сырье для химической промышленности, сельского хозяйства, строительной индустрии и т.п. становится с каждым годом все более острой.
В настоящее время из недр извлекается около 200 видов полезных ископаемых, включающих все элементы таблицы Менделеева, а годовой объем добычи минерального сырья достигает млрд т горной массы в год. Каждый человек потребляет в среднем известное количество минерального сырья. В 70-80-х годах, по данным Г.Люттинг, потребление сырья на одного гражданина ФРГ, подсчитанное для средней продолжительности жизни 70 лет, составило т, в том числе:
песка и гравия — 460, нефти — 166, прочих пород — 146, угля — 145, известняка — 99, стали — 3 9, цемента — 3 6, глины -29, промышленного песка -23, каменной соли — 13, гипса — 6, доломита — 3,5, фосфатов- 3,4, серы — 1,8, торфа — 1,8, природного песчаника — 1,8, каменной соли — 1,6, алюминия — 1,4, каолина — 1,2, цветных и других металлов — 2.
Минеральное сырье является основой материального производства и используется во всех отраслях хозяйства: в топливно-энергетическом комплексе, промышленности и сельском хозяйстве, а также в технологических циклах (рис. 10).
Минеральные ресурсы лежат в основании (являются базисом) пирамиды, отражающей социально-экономические и экологические проблемы развития материальной основы современного общества (рис. 11).
Как видно, все эти проблемы взаимосвязаны между собой и в сумме определяют роль ресурсной функции литосферы (состояние ее минерально-сырьевой базы) в развитии человеческой цивилизации.
Рассматривая эту проблему в историческом аспекте, следует выделить роль и значение современного этапа развития человеческого общества. Он может быть охарактеризован как переходный от индустриального к постиндустриальному. Характерными признаками постиндустриального общества является стабилизация численности населения (AGR —> 0) и удельного потребления энергии (е/е* —> 1) вне зависимости от климата.
* AGR — интегральный демографический показатель, определяемый как разность между рождаемостью и смертностью (без учета миграции).
** е/е* — соотношение реального и оптимального значений потребления энергии.
Россия, исходя из этих позиций, относится к группе переходных стран, в которой демографическая стабилизация практически достигнута, но насыщенность энергией еще не наступила. Это, в свою очередь, обусловливает непрекращающийся рост добычи топливно-энергетических ресурсов и в целом минерального сырья из земных недр. В этих условиях, несмотря на высокий уровень централизации управления развитием минерально-сырьевой базой, в нашей стране не была сформулирована стратегия ее использования, сбалансированная с потреблением, и национальная минерально-сырьевая программа. Россия до сих пор добывает минерального сырья больше всех отдельно взятых стран в мире. На долю нашей страны приходился наибольший удельный вес в мировой добыче нефти и газа, железных и марганцевых руд, никеля и кобальта, вольфрама и сурьмы, калийных солей и апатитов, хризотил-асбеста и барита. Господствующее положение по ценности занимают энергоносители (нефть и газ). Однако в подавляющем большинстве нефть и газ использовались в стране не как топливно-энергетический ресурс, а как средство валютных поступлений в казну государства.
Исходя из представлений о невозобновляемости минеральных ресурсов в масштабах физического времени или времени развития и существования человеческого общества и его будущей истории и ограниченности в пределах доступных глубин литосферы, проблема их рационального использования приобрела особую остроту во второй половине текущего столетия. Это проблема планетарного характера. Поэтому проблему состояния минеральных ресурсов с учетом их использования для будущего человеческого общества следует решать, в первую очередь, с экологических, а не только экономических позиций, как это сейчас обычно происходит.
Подчеркнем, что минеральные ресурсы исследуются и анализируются нами как ресурс литосферы, лимитирующий социально-экономическое развитие человеческого общества. Оценка воздействия на экосистему разработки месторождений полезных ископаемых здесь совершенно не рассматривается — это другая задача.
В заключение рассмотрим вопрос оценки для человеческого сообщества ми-неральных ресурсов отдельных территорий на уровне областей, районов, зон планируемого освоения. Он требует серьезной теоретической подготовки и экологически ориентированного подхода, обеспечивающего рациональное природопользование. Анализ опубликованных материалов, позволяет высказать следующие взгляды о путях его решения.
Очевидно, что определение количества минеральных ресурсов, необходимых для нормального существования и развития населения конкретной локальной территории, требует индивидуальной оценки их с учетом территориальной геологической и социальной специфики: для одной территории наиболее значимым будет ресурс подземных вод питьевого назначения, а для другой — цемент, песчано-гра-вийные смеси или минеральные соли. Так, отсутствие на юге и востоке России крупных эксплуатируемых месторождений фосфатов вынуждает осуществлять их дорогостоящие многокилометровые перевозки. Крупнотоннажные перевозки характерны для цементного сырья, не относящегося к продукции легко переносящей транспортировку, особенно на дальние расстояния.
Не вдаваясь в детали минеральных ресурсов конкретной территории, подчеркнем, что комплексная оценка недропользования должна учитывать их социально-экономическую и экологическую значимость для данного региона и возможность завоза со смежных территорий с учетом экологически неприятных последствий во время транспортировки. Нам представляется, что основной задачей специалиста в области экологической геологии является выявление для каждой конкретной территории тех минеральных ресурсов литосферы, без которых невозможно или затруднительно нормальное социально-экономическое развитие этого региона, а завоз их из соседних мест является нерентабельным. Этим и будет определяться ценность таких ресурсов и необходимость их рационального использования. Понятно, что при таком подходе приоритетное значение будет отводиться минеральному сырью, завоз которого со смежных территорий требует больших материальных затрат и многотоннажных перевозок.
Еще одним важным положением при оценке минеральных ресурсов той или иной территории является опережающее выявление ценного для нее месторождения полезного ископаемого, попадающего в зону планируемого хозяйственного освоения. Надо сказать, что это положение уже регламентировано инструктивно-методическими рекомендациями по проведению «оценки воздействий на окружающую среду» — ОВОС. Оно требует анализа наличия или отсутствия месторождений того или иного полезного ископаемого на территории проектируемого объекта, строительство и функционирование которого усложнит или сделает невозможным его извлечение. Одним из условий проведения ОВОС является определение допустимых масштабов вовлечения в переработку природных ресурсов (в том числе минеральных) и энергии на данной территории. В концепции ОВОС оцениваются альтернативные источники сырья и энергии, вторичные сырьевые и энергетические ресурсы и отходы производства.
Даже столь краткий перечень основных положений ОВОС позволяет говорить, что на уровне разработки конкретных проектов изучение ресурсных свойств окружающей среды, в том числе и литосферы, уже нашло свое конкретное отражение. И самое основное — приоритет в оценке принятия или отклонения того или иного проекта отдается не экономическим (хотя их важность не вызывает сомнений), а экологическим факторам, оценке экологических последствий реализации проекта. Нам представляется, что рассмотрение экологических свойств литосферы в свете изложенного закладывает научные и методические основы таких исследований и полностью отвечает запросам практики.
В случаях, когда речь идет о месторождениях ценного полезного ископаемого с большими запасами, требования ОВОС реализуются и учитываются. Примером такого подхода к рациональному недропользованию является Горьевское свинцово-цинковое месторождение на р.Ангара, попадающее в зону подтопления проектируемого водохранилища Средне-Енисейской ГЭС. Для защиты этого месторождения предусматривалось возведение высокой земляной дамбы. Когда же ситуация с оценкой ресурса менее четкая, реализация требований ОВОС не имеет столь радикального решения. Так, в зону затопления каскада Нарынских ГЭС в Киргизии попали нерентабельные настоящий момент россыпи золота в аллювиальных отложениях этой реки. Аналогичная ситуация сложилась с угольными месторождениями в ложе проектируемого Крапивинского гидроузла на р. Томь в Кузбассе. Рентабельность разработки этих месторождений определялась только по экономическим показателям и уровню применяемых технологий. А эти показатели -временные и весьма динамичные. При использовании более совершенных технологий оценка рентабельности разработки этих месторождений может измениться. Методики проведения ОВОС в таких случаях пока не существует.
Однако наибольшие трудности с оценкой минеральных ресурсов и оценкой их значимости возникают в случае, когда контуры месторождений нескольких видов полезных ископаемых совпадают, и разработка одного из них ведет к безвозвратной потере минеральных ресурсов другого, причем экологически крайне важного. Наглядный пример — юго-восточная часть Татарстана, где разработка нефтегазовых месторождений привела к потере природного ресурса подземных вод питьевого назначения, что обусловило необходимость их «завоза» со смежных территорий. На этом горьком опыте привлечем внимание к необходимости комплексной оценки последствий реализации крупных проектов с многолетним прогнозом экологических последствий с учетом всего комплекса минеральных ресурсов данного региона.
О запасах минеральных ресурсов верхних горизонтов литосферы
Анализ оценки обеспеченности топливно-энергетическими ресурсами показывает, что наиболее дефицитным видом топлива является нефть, ее разведанных запасов хватит, по разным источникам, на 25-48 лет (табл. 28). Затем через 35-64 года истощатся запасы горючего газа и урана. Лучше всего обстоит дело с углем, его запасы в мире велики, и обеспеченность составляет 218-330 лет. При этом следует учитывать, что в мировой обеспеченности жидкими энергоносителями есть существенные резервы, связанные с продуктивными залежами нефти и газа на шельфе Мирового океана. Перспективы России связаны с освоением шельфа арктических морей, где по оценкам специалистов содержится свыше 100 млрд т углеводородов в нефтяном эквиваленте.
Особое место с экологических позиций среди топливно-энергетических ресурсов занимает торф. Наибольшее число торфяных месторождений на земном шаре находится в северном полушарии в зоне умеренного климата и во влажных тропиках. Торф — это не только топливо и энергетический ресурс, но и агрохимический ресурс, влияющий на продуктивность сельского хозяйства, и среда обитания редких и исчезающих растений и животных. Разработка месторождений торфа технологически связана с осушением территории, что приводит к экологическим изменениям и необратимым нарушениям. В результате осушения теряются богатые природные ресурсы торфяников, в частности ягодники (клюквы, черники и др.), происходит обеднение экологических систем путем сокращения численности или уменьшения числа видов биоты, и изменяется водный баланс местности. Наибольшие изменения водного режима грунтовых вод, связанные с осушением болотных массивов, наблюдаются в районах, где подстилающие грунты торфяной залежи и прилегающие площади сложены водонепроницаемыми породами. В условиях плоских заболоченных равнин снижение уровня грунтовых вод на 20-50 см ведет к нарушению водного питания рек и озер, резкому уменьшению экологического объема местообитания болотной фауны и флоры.
Учитывая эти неоспоримые положения, на «Карте торфяных месторождений Нечерноземной зоны РСФСР» (1980) были отдельно выделены месторождения, рекомендуемые к сохранению в естественном состоянии. Они располагаются, как правило, в верховьях малых рек или питают небольшие озера.
В 1966 г. был принят Международный проект «Телмы», в котором торфяные месторождения рассматривались как фактор сохранения флоры, фауны и гидрологической стабильности. Составлены международные списки охраняемых торфяных месторождений, куда на территории бывшего СССР попали 834 месторождения с запасами торфа 5,9 млрд т. В особой защите нуждаются еще нетронутые торфяники, расположенные на Русской плите в районе интенсивного промышленного освоения, где экологическое равновесие уже существенно нарушено.
Среди черных и легирующих металлов самую низкую обеспеченность имеют руды титана (65 лет) и вольфрама (от 10 до 84 лет по разным источникам).
Мировая обеспеченность цветными металлами в целом значительно ниже, чем черными и легирующими. Запасов кобальта, свинца, цинка, олова, сурьмы и ртути хватит на 10-35 лет. Обеспеченность России запасами меди, никеля, свинца составляет 58-89%, а сурьмы — всего 17-18% от среднемировой. На этом фоне исключение составляют запасы алюминия: при современном уровне потребления и добычи его запасов хватит еще на 350 лет.
Мировая обеспеченность ресурсами неметаллических полезных ископаемых в среднем составляет 50-100 лет и выше (табл. 29). Самыми дефицитными являются хризотил-асбест (мировая обеспеченность 54 года) и флюорит (мировая 42 года). Низка обеспеченность России запасами барита, каолина и бентонита: она ниже мировой и составляет лет. Геологические запасы галита (поваренной соли) в России практически неисчерпаемые.
Следует обратить особое внимание на природное минеральное сырье, используемое при решении задач охраны окружающей среды. Это минералы группы цеолитов, одна из разновидностей которых — клиноптилолит известен как прекрасный ионообменник и адсорбент. Его применение в ряде промышленных отраслей и сельском хозяйстве возможно для оздоровления окружающей среды. Клиноптилолит успешно применяется не только для очистки промышленных стоков и ядовитых газов, но и для очистки загрязненных водоемов, мест нерестилищ рыб, сорбции тяжелых металлов из выхлопных газов автомобилей. В России крупнейшие месторождения цеолитов известны на Дальнем Востоке и в Восточной Сибири.
Среди неметаллических полезных ископаемых в отдельную группу можно выделить минеральное строительное сырье, включающее щебень, гравий, песок и др
Литературных данных о мировой обеспеченности минеральным строительным сырьем пока не обнаружено.
В России потребность в нерудном строительном сырье во многих регионах удовлетворяется не полностью. Плохо обеспечены щебнем Центральный, Центрально-Черноземный, Волго-Вятский, Западно-Сибирский регионы и другие. В целом потребность страны в цементе удовлетворена; однако его не хватает потребителям в Центральном и Западно-Сибирском экономических районах.
Подземные воды как ресурс литосферы, необходимый для функционирования и развития человеческого общества, переоценить трудно.
Это и водоемкие технологии, и источники энергии, и поливное земледелие, и оазисы как центры древних цивилизаций в аридных зонах планеты. Их преимуществом как ресурса по сравнению с поверхностными водами является то, что при наличии регулирующей емкости они не испытывают существенных сезонных и многолетних колебаний (в природных условиях).
Обеспеченность ресурсами подземных вод в целом по России достаточно высокая. В связи с особой важностью рассмотрим несколько подробнее обеспеченность пресными, минеральными, термальными и промышленными водами.
Пресные подземные воды. В соответствии с ГОСТом 2874-82 к ним относятся подземные воды с сухим остатком до 1 г/дм3 (в некоторых случаях — до 1,5 г/дм3).
При расчетах обеспеченности ресурсами подземных вод учитываются невостребованные запасы подземных вод, срабатываемые в течение 50 лет. Таким образом, если допустить, что в течение последующих 50 лет общий отбор подземных вод увеличится в два раза и составит примерно то можно предположить, что общие эксплутационные ресурсы подземных вод России, составляющие около 230 км3/год, в результате отбора невосполняемых запасов уменьшатся, по Л.С.Яз-вину (1996), примерно на 15-20
Несомненно, что основной объем пресных подземных вод расходуется на питьевое водоснабжение. Однако определенная доля пресных подземных вод тратится на технические нужды, орошение пахотных земель и поливы пастбищ. Представление об объемах пресных подземных вод, расходуемых на эти нужды, дает график (рис. 12), построенный по данным и для основных экономических районов России по состоянию на 1 января 1992г. Кроме того, этот рисунок дает представление о неоправданных потерях этого ценного ресурса.
Особенно выделяется по этому показателю Уральский район.
Кминеральным лечебным подземным водам относятся подземные воды с высокой минерализацией, оказывающие на организм человека лечебное воздействие. Их распространение показано на рис. 13.
Прогнозные и эксплуатационные ресурсы подземных минеральных вод характеризуют общую обеспеченность территории бывшего СССР. После распада СССР наибольшей обеспеченностью минеральными водами, готовыми к промышленному освоению, характеризуются Северо-Кавказский район России, Грузия и Украина.
К термальным водам относятся подземные воды, приуроченные к естественным коллекторам геотермальной энергии и представленные природными теплоносителями (водой, паром и пароводяными смесями). Принимая во внимание истощаемость традиционных видов энергоресурсов (нефть и газ), ряд зарубежных экспертов предсказывает до конца текущего столетия возрастание почти в два раза масштабов использования геотермальной энергии.
Для практического использования термальные воды подразделяются на несколько классов:
- низкопотенциальные (с температурой нагрева 20-используются для теплотехнических нужд,
- среднепотенциальные — для теплоснабжения, высокопотенциальные (более для выработки электроэнергии.
- Термальные воды с более высокой температурой (150-350°С) из-за технических трудностей обращения с ними пока не нашли своего применения.
Обеспеченность России запасами термальных вод очень высокая. Из общего количества глубинного тепла, выделяемого термальными источниками в атмосферу, 86% приходится на Курило-Камчатскую область, около 7% — на область Байкальского рифта и лишь 8% — на все остальные мобильные области континентальной коры.
Экологические аспекты освоения геотермальных ресурсов связаны с вероятностью теплового и химического загрязнения поверхностных слоев литосферы, так как термальные воды, помимо высокой температуры, характеризуются также повышенной минерализацией. Во избежание этого загрязнения разработана технология эксплуатации водоносных горизонтов с обратной закачкой в них использованных термальных вод.
К промышленным водам относятся высокоминерализованные подземные воды глубоких м) водоносных горизонтов. Из них в промышленных масштабах получают такие элементы, как натрий, хлор, бор, йод, бром, литий или их соединения (например, поваренную соль). Интерес к промышленному использованию вод глубоких водоносных горизонтов в качестве минерального сырья определяется расширением потребности в редких элементах в различных отраслях хозяйственной деятельности и истощением традиционного рудного сырья. В мире
добывается из промышленных вод 90% от общей добычи брома, 85% — йода, 30% -поваренной соли, сульфида натрия, лития, 25% — магния, брома и т.д.
Обеспеченность России подземными промышленными водами достаточно высокая. Они, как правило, приурочены к глубоким частям крупных артезианских бассейнов. и др. (1988) выделены весьма перспективные на йод и бром районы в пределах Восточно-Европейской, Западно-Сибирской и Сибирской платформенных областей.
Экологические аспекты разработки промышленных вод связаны с проблемой утилизации отработанных вод и вероятностью загрязнения вмещающих пород и дневной поверхности в процессе их добычи и переработки.
Анализ мировой обеспеченности человеческого общества невозобновляемыми минеральными ресурсами позволяет сделать ряд выводов с эколого-геологических позиций:
- Разведанные минеральные ресурсы на Земле ограничены, особенно в верхних наиболее удобных для промышленной добычи слоях литосферы, и требуют постоянного контроля за их использованием с акцентом на лимитированный уровень потребления.
- Степень обеспеченности отдельными видами минеральных ресурсов не-одинаковая, что может иметь глубокие экологические последствия. По степени обеспеченности невозобновляемые минеральные ресурсы можно подразделить на три категории (рис. 14). К категории остро дефицитных относятся минеральные ресурсы, период обеспеченности которых рассчитан на ближайшие лет и запасы которых могут быть исчерпаны при жизни настоящего и следующего человеческих поколений. К ним относятся золото, свинец, кобальт, цинк, олово и алмазы. Следующая категория охватывает минеральные ресурсы, обеспеченность которыми рассчитана на наступившее столетие. Это нефть, молибден, асбест, медь газ, титан, вольфрам и ванадий. Третью категорию составляют минеральные ресурсы условно ограниченные — их запасы условно можно считать пока «практически неограниченными», поскольку при современном уровне потребления их хватит еще не на одно человеческое поколение, а во времени на несколько сотен лет. Эта категория включает каменную и калийную соли, марганец, железо, фосфаты, хром, уран, уголь, алюминий и другие полезные ископаемые.
- Обеспеченность минеральными ресурсами — динамичный показатель, ме-няющийся во времени. Чем дефицитнее становится минеральное сырье, тем больше внимания уделяется его поискам и разведке. В сферу геологических изысканий вовлекаются все более глубокие слои литосферы и площади шельфа Мирового океана, где открываются новые месторождения дефицитного сырья. Поэтому для знания современной ситуации и принятия управляющих решений необходим национальный комплексный эколого-геологический мониторинг минеральных ресурсов верхних слоев литосферы.
- Степень обеспеченности минеральными ресурсами должна осуществляться с учетом созданных так называемых техногенных месторождений полезных ископаемых и возможностями применения более совершенных технологий по их извлечению из породных отвалов, шламохранилищ и отстойников.
- В целом систему и механизм оценки остаточных запасов минеральных ресурсов можно считать разработанными как в теоретическом, так и практическом отношении. Вся проблема — в необходимости приоритета их экологической оценки, а потом уже экономической. А самое главное — необходимость обязательного использования эколого-геологических оценок при принятии управляющих решений на уровне государственных, законодательных и исполнительных органов.
Требуется хорошо продуманная стратегия (программа) использования минеральных ресурсов на государственном уровне, учитывающая не только конъюнктуру сегодняшнего дня, но и возможность социального развития последующих поколений. Эта задача не геологическая, и мы ее только обозначили. Эколого-геологическое обоснование для ее решения может быть обеспечено на основе уже выполненных геологических исследований.
О минеральных ресурсах техногенных месторождений
Неоспоримость положения о скором исчерпании отдельных видов природных минеральных ресурсов и необходимость новых крупных капиталовложений в освоение новых месторождений ставят вопрос о целесообразности использования сырья техногенных месторождений. Обычно под техногенным минеральным сырьем понимаются отвалы вскрышных и вмещающих пород отработанных месторождений, а также хвостохранилища горно-обогатительных фабрик, где концентрация компонентов основной добычи, а также попутных полезных соединений меньше, чем в разрабатываемых промышленных пластах. Тем не менее, эти компоненты могут быть извлечены с применением новейших технологий. Ежегодно, по Е.С.Туманову и др. (1991), на земной поверхности накапливается техногенная масса, содержащая железа 350 млн т, фосфора — 7,4, меди — 5,7, свинца -2,8, бария -2,5 млн т, урана — 230 т, мышьяка — ртути — 7,9 тыс. т.
Обоснование необходимости использования сырья техногенных месторождений — это еще один аспект экологической геологии. Утилизация отвалов вскрышных пород позволяет сокращать их площади и тем самым экономить ресурс геологического пространства, а извлечение полезных компонентов из хвостохранилищ, кроме экономической выгоды, способствует очищению поверхностной части литосферы от вредных для здоровья биоты примесей; особенно это касается тяжелых металлов и радиоактивных элементов.
Остро стоит проблема вторичной переработки техногенных масс на крупнейших месторождениях ныне дефицитных руд, например, медно-молибденовых.
Это обусловлено не только дефицитом меди и молибдена в мире, но также ухудшением качества сырья, вовлекаемого в переработку. С середины шестидесятых годов содержание меди и молибдена в пластах, считающихся промышленными, снизилось вдвое. По прогнозным оценкам, разработка техногенных месторождений позволила бы на 15-20% расширить сырьевую базу горно-металлургической, угольной и горно-химической отраслей промышленности. Для производства различных строительных материалов возможна утилизация до 30% извлеченных из недр вскрышных и вмещающих пород, а также отходов их обогащения. Однако фактическое их использование не превышает 4%.
В качестве месторождений техногенного сырья следует также рассматривать полигоны захоронения радиоактивных отходов. При более высоком уровне развития технологий они могут служить источником добычи радиоактивных элементов. В России, по данным Н.П.Лаверова и др. (1994), в глубоких горизонтах захоронено 50 млн м3 жидких радиоактивных отходов.
С некоторой долей приближения в качестве техногенных месторождений можно рассматривать полигоны складирования твердых бытовых отходов с целью добычи метана, свинца, железа, стекла и других компонентов. Особо важное значение при разработке техногенных месторождений приобретают условия складирования и длительность хранения сырья. Из-за совместного складирования различных по составу и свойствам пород и бытовых отходов, изменения во времени их качества, гравитационной дифференциации и сегментации (особенно на хвостохранилищах), их перемешивания первоначальное качество материала существенно меняется и затрудняет извлечение полезных компонентов.