Руды редких металлов. Заповедник «Аркаим». Поверхностные воды Южного Урала

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат на темы

" Руды редких металлов"

"Заповедник  «Аркаим» "

"Поверхностные  воды Южного урала"

 

 

 

 

 

 

 

                                                                       Выполнил

ст-т группы мт-250

                                                                          Усков Павел 
Редкие металлы

Отличительным признаком так называемых редких металлов и редко земельных элементов является то, что в большинстве случаев они встречаются в природе в рассеянном, распыленном состоянии, трудно обнаруживаются и трудно извлекаются. Таковы — титан, ванадий, тантал, ниобий, вольфрам, молибден, цирконий, гафний, висмут, торий, церий и некоторые другие.

В современной промышленности редкие металлы играют очень важную роль, так как без них были бы немыслимы всевозможные нержавеющие и специальные стали, легкие сплавы, различные электрические приборы, радиоаппаратура, светящиеся в темноте составы и т. п.

Широкое применение редких металлов началось недавно, примерно со времени первой империалистической войны; с тех пор оно развивается исключительно быстрыми темпами.

В Советском Союзе открыто достаточное количество месторождений многих редких металлов, Южный Урал в этом отношении приобрел большое значение только в последние годы, когда здесь был найден ряд месторождений вольфрамовых, висмутовых, танталовых и других руд.

Титан вообще в значительном количестве содержится в земной коре, но, кроме того, он образует и большие скопления (месторождения), имеющие крупное промышленное значение, так что к группе редких этот металл относится скорее по традиции.

Техническое значение титана огромно. В большом количестве он применяется в металлургии для выплавки специальных и нержавеющих сталей, обеспечивая однородность отливок и повышенную прочность. Чугуну титан сообщает ковкость.

Второй крупной областью использования титана является красочная промышленность, вырабатывающая прекрасного качества титановые белила.

 В кожевенной промышленности  соединения титана применяются  для окраски в желтый цвет  высших сортов кожи.

Большое значение имеет четыреххлористый титан, служащий для создания Дымовых завес.

 В качестве исходного  титанового сырья промышленное  значение для Южного Урала  имеют ильменит и титано-магнетит.

Крупнейшие месторождения ильменита находятся в Ильменских горах, где особый интерес представляет Селянкинское месторождение. Руда его, кроме титана и ванадия (металла, идущего для выплавки специальной ванадиевой стали), содержит большое количество весьма ценных редких металлов: тантала и ниобия.

Титано-магнетит представляет механическую смесь двух минералов: ильменита и магнетита.

 Титано-магнетиты, содержащие 50% и более металлургического железа, вплоть до XX века совершенно не считались рудой, так как требовали для плавки в доменных печах необычную, особо высокую температуру (свыше 2000°Ц), недостижимую металлургической практике того времени.

Промышленное значение титано-магнетиты приобрели тогда, когда был найден способ их плавки путем подбора соответствующих шлаков и когда было выяснено положительное значение титана при получении качественных сталей.

 

Ванадий находит широкое применение в металлургии и химии. В виде ферро-ванадия он идет для производства специальных сплавов. Присадки ванадия способствует раскислению металла и придает стали большую вязкость, увеличивает временное сопротивление на разрыв и делает чувствительной к резким толчкам и ударам, а это позволяет применять более тонкие и легкие конструкции в машиностроении.

В химической промышленности ванадий употребляется в сернокислотном производстве, являясь заменителем платины (ванадиевые катализаторы).

Соединения ванадия применяются также в фотографии, керамике нкрасители), в электротехнике (аккумуляторы), медицине (при малокровии, туберкулезе, ревматизме и пр.) и в других областях.

 Источником получения  ванадия являются ильменит и  титано-магнетиты.

Тантал и ниобий обычно вместе встречаются в природе в одних минералах, изоморфно замещая друг друга. В земной коре они распространены значительно реже и в меньшем количестве, чем многие другие редкие элементы.

Крупным событием явилось обнаружение в результате исследовательских работ последних лет в руде Селянкинского ильменито-рутилового (титанового) месторождения близ Миасса значительных количеств тантала и ниобия. Открытие это имеет очень большое практическое значение и обеспечивает промышленность крайне важным сырьем.

Химический элемент тантал является кислотоупорным металлом с очень высокой температурой плавления, равной 3050°Ц (кипит при 5500°Ц) к большим удельным весом. По внешнему виду он похож на платину, колодной прокаткой из тантала можно получить самую тонкую жесть 1 вытянуть тончайшие нити.

 В технике с большим  эффектом применяется как чистый  тантал, так и различные его  сплавы с другими металлами.

Сверхтвердые сплавы тантала с вольфрамом и другими металлами во твердости уступают только алмазу, Тантал находит себе применение в производстве зубоврачебных и хирургических инструментов и режущих инструментов в металлообработке. Сплавы тантала с медью, похожие по внешнему виду на золото, обладают превосходными механическими свойствами и устойчивостью к различным химическим реагентам. Известны также и находят себе применение противокоррозионные сплавы тантала с никелем и другими металлами.

Ниобий получил практическое значение много позже тантала. Применяется он главным образом в металлургии, где введение ниобия в таль повышает ее гибкость и улучшает сварность. Сложные стали с присадкой ниобия широко употребляются в самолетостроении.

Вольфрам вошел в технику со второй половины XIX столетия, когда первые была выплавлена вольфрамовая сталь: за 80 лет промышленного рименения он приобрел большое значение главным образом в металлургии, где его роль исключительно велика.

Существует огромное количество сплавов вольфрама с другими металлами. Так называемые стеллиты (сплавы вольфрама, хрома, кобальта железа) отличаются большой твердостью, хорошо противостоят корозии и не изменяют этих своих свойств при высокой температуре. Сверхтвердые вольфрамовые сплавы применяются в горном деле при бурении твердых пород. Весьма широко и разнообразно также применение вольфрама в ктротехнике, радиотехнике, химии, керамике и в других областях. Рудой на вольфрам являются два минерала: вольфрамит и шеелит. В 1925 г. проф. К. К. Матвеевым было открыто промышленное торождение шеелита.

 

Аркаим

Аркаи́м — укреплённое поселение эпохи средней бронзы рубежа III—II тыс. до н. э., расположенное на возвышенном мысу, образованном слиянием рек Большая Караганка и Утяганка в 8 км к северу от посёлка Амурский и 2 км к юго-востоку от посёлка Александровского Брединского района Челябинской области. Поселение является природно-ландшафтным и историко-археологическим заповедником — филиалом Ильменского государственного заповедника имени В. И. Ленина УрО РАН. Памятник отличается уникальной сохранностью оборонительных сооружений, наличием синхронных могильников и целостностью исторического ландшафта.

История исследования

Культурный комплекс Аркаим был открыт в июне 1987 года на юге Челябинской области отрядом Урало-Казахстанской археологической экспедицией под руководством С. Г. Боталова и В. С. Мосина в ходе охранных раскопок в зоне строительства Больше-Караганского водохранилища, которое планировалось построить для нужд Большекараганской межхозяйственной оросительной системы. В соответствии с планом строительства, все археологические объекты, расположенные в зоне строительства должны были затопить, но благодаря активной позиции директора Эрмитажа академика Б. Б. Пиотровского, председателя Президиума Уральского отделения АН СССР академика Г. А. Месяца и ряда специалистов-археологов удалось отстоять памятник. В апреле 1992 года территория (3300 га) с находящимся на ней поселением была выделена Советом Министров РФ под организацию экспериментального природно-ландшафтного и историко-археологического заповедника — филиала Ильменского государственного заповедника имени В. И. Ленина. С 1991 года ведутся масштабные раскопки Аркаима под руководством Г. Б. Здановича. Исследования памятника ведутся с использованием естественно-научных методов (палеопочвоведческих, геолого-минералогических, геолого-морфологических, радио-углеродное датирование и др.). В ходе работ было вскрыто около 8000 кв. м. площади поселения (примерно половина), вторая часть была исследована с помощью археомагнитных методов. Тем самым была полностью установлена планировка памятника. Здесь же был впервые в Зауралье применён метод реконструкции, и Л. Л. Гуревичем сделаны рисунки возможного вида поселения. Памятник датируется рубежом III—II тысячелетий до н. э., либо началом II тысячелетия до н. э.

Общая характеристика памятника

Города и укреплённые поселения аркаимского типа в настоящий момент обнаружены на значительной площади, охватывающей юг Челябинской области, юго-восток Башкортостана, восток Оренбургской области и север Казахстана. Хронологически они относятся к эпохе средней бронзы, то есть их возраст примерно 3,8—4 тысячи лет. Начало исследованиям положили раскопки поселения Синташта. На сегодняшний день исследования ведутся Институтом археологии УрО РАН, Историко-культурным заповедником «Аркаим», институтами и университетами Башкирии, Челябинской, Свердловской, Оренбургской областей, а также специалистами из США, Голландии, Германии, Украины.

 

Поселения аркаимского типа в отличие от других поселений бронзового века Южного Зауралья имеют свою специфическую особенность: сопряжённые стенки жилищ, располагающиеся в форме круга, овала или прямоугольника, довольно большой размер поселенческих памятников, которые, соответственно, не могли существовать долго на локализованной территории в виду исчерпания природных ресурсов. Поэтому традиционно считается, что культура Синташты возникла в ходе витка индоевропейской миграции, проходящего по землям Южного Зауралья. Носители данной культуры не так долго жили на наших территориях. Вскоре они покинули свои поселения и отправились в другие степи. До сих пор среди ученых идут споры о принадлежности памятников данного типа. Есть три основных версии происхождения таковых: теория местного субстрата; теория ближневосточного происхождения Синташты (Григорьев С. А.), которая не признается практически никем, и теория миграций с Запада, причиной которых послужил распад циркумпонтийской металлургической провинции, — эта теория поддерживается основной массой исследователей на данный момент. Разнообразные экзотические варианты типа «абашевской культурной реверсии» мы не берем в расчет из за полного отсутствия доказательной базы. Работы по изучению памятников продолжаются, возможно исследования текущего года откроют перед нами новые факты.

По найденным в могильниках черепам был восстановлен облик жителей Аркаима, оказавшихся европеоидами. Антропологические реконструкции мужчины и женщины выставлены в областном краеведческом музее г. Челябинска и Музее Природы и Человека Заповедника «Аркаим». Находки с раскопок памятника можно увидеть только в Музее археологии и этнографии ЧелГУ и в Заповеднике «Аркаим», а также в рамках передвижных выставок

 

Поверхностные воды Южного Урала

Реки Урала принадлежат к бассейнам Печоры, Волги, Урала и Оби, т.е. соответственно Баренцева, Каспийского и Карского морей. Величина речного стока на Урале значительно больше, чем на прилегающих Русской и Западно-Сибирской равнинах. Горный рельеф, увеличение осадков, снижение температуры в горах благоприятствуют увеличению стока, поэтому большинство рек и речек Урала рождаются в горах и стекают по их склонам к западу и востоку, на равнины Предуралья и Зауралья. На севере горы являются водоразделом между речными системами Печоры и Оби, южнее — между бассейнами Тобола, принадлежащего также к системе Оби и Камы — крупнейшего притока Волги. Крайний юг территории относится к бассейну реки Урал, а водораздел смещается на равнины Зауралья.

 

Для Урала характерно увеличение стока с юга на север вплоть до Полярного Урала и некоторое снижение его на Пай-Хое. Наибольший сток наблюдается на западном склоне Приполярного и Полярного Урала (до 40 л/сек/км2). На восточном склоне гор он существенно ниже. В юго-восточном Зауралье резко снижается и составляет всего 1-3 л/сек/км2.

 

В соответствии с распределением стока реки западного склона многоводнее, чем восточного. На их долю приходится 74% от общего годового стока со всей территории Урала. Наиболее разветвлена и многоводна речная сеть бассейна Камы. Многоводны также стекающие с Урала притоки Печоры.

 

В питании рек принимают участие снеговые (до 70% расхода), дождевые (20-30%) и подземные воды (обычно не более 20%). Значительно возрастает (до 40%) участие подземных вод в питании рек в карстовых районах. Важной особенностью большинства рек Урала является сравнительно небольшая изменчивость стока от года к году. Отношение стока наиболее многоводного года к стоку самого маловодного обычно колеблется от 1,5 до 3.

 

В связи с очень большим водопотреблением промышленного Урала и сбросом сточных вод, многие реки страдают от загрязнения отходами промышленного производства, поэтому вопросы водообеспечения, охраны и очистки вод здесь особенно актуальны.

 

Озера на Урале распространены очень неравномерно. Наибольшее их количество сосредоточено в восточных предгорьях Среднего и Южного Урала, где преобладают тектонические озера, в горах Приполярного и Полярного Урала, где многочисленны каровые озера. На Зауральском плато распространены суффозионно-просадочные озера, а в Предуралье встречаются карстовые. Всего на Урале насчитывается более 6000 озер, каждое площадью более 1 га, их общая площадь — свыше 2000 км2. Преобладают озера небольшие, крупных озер сравнительно мало.

 

Лишь некоторые озера восточных предгорий имеют площадь, измеряемую десятками квадратных километров: Аргази (101 км2), Увильды (71 км2), Иртяш (70 км2), Тургояк (27 км2) и др. Всего в бассейне реки Исеть сосредоточено более 60 крупных озер общей площадью около 800 км2. Все крупные озера имеют тектоническое происхождение. Самым глубоким является озеро Большое Щучье (136 м) на Полярном Урале, тектоническая котловина которого была впоследствии обработана ледником.

 

Кроме естественных водоемов, на Урале находится несколько тысяч прудов-водохранилищ, в том числе более 200 заводских прудов, часть из которых сохранилась еще с петровских времен.