CHƯƠNG 17 TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN VÀ TÀI NGUYÊN NĂNG LƯỢNG Tài nguyên khoáng sản:  Nguồn gốc các tụ khoáng  Tích tụ khoáng sản và kiến tạo mảng Tài nguyên lượng:  Năng lượng MT   Năng lượng hạt nhân   Nhiên liệu hóa thạch Hầu hết vật liệu Trái đất được sử dụng       kim loại để chế tạo máy Cát cuội xây dựng Đá vôi và thạch cao cho betong Sét làm gốm sư Vàng, bạc, đồng và nhôm dây dẫn điện Kim cuong và đá quý làm đồ trang sưc    Tích tụ khoáng sản – tụ khoáng là một thể đá giàu một hay nhiều vật liệu hữu ích cho người – bất kỳ loại vật chất nào từ Trái đất Vài loại KS được tìm thấy dưới đất; không phải qua chế biến hay chế biến rất ít (muối, đá quý, cát, cuội) Nhiều loại phải chế biến trước sử dụng: Sắt là thành phần bản của nhiều KV, qui trình trích xuất sắt khác cho các KV khác Ít tốn kém nhất là các KV oxid Hematit (Fe2O3), magnetit (Fe3O4), hay limonit [Fe(OH)]   Nhôm là khoáng vật phong phú thư ba Vỏ Trái đất, các KV tạo đá feldspars (NaAlSi3O8, KalSi3O8, & CaAl2Si2O8, chi phí trích xuất nhôm cao)  các tích tụ chưa KV gibbsite [Al(OH)3] thường được tìm kiếm  chế biến nhôm cao vì nhôm ở dạng hydroxid chư không phải oxy hay silic     Chi phí chiết xuất cao, giá công nhân, và giá lượng thay đổi từ nước này sang nước khác và theo thời gian Hàm lượng càng cao, giá trị kinh tế càng lớn  Quặng là tích tụ khoáng vật từ đó có thể trích xuất một hay nhiều hợp chất có giá trị kinh tế Một tích tụ quặng bao gồm các KV quặng chưa hợp chất có giá trị Lợi nhuận quyết định cấp hay hàm lượng của hợp chất tích tụ  Các hợp chất khác yêu cầu hàm lượng công nghiệp khác  Hàm lượng thay đổi tùy theo điều kiện kinh tế nhu cầu và chi phí trích xuất Td:  Hàm lượng Cu mỏ đồng thay đổi theo lịch sử Từ 1880- 1960 cấp quặng cho thấy giảm dần khoảng từ 3% đến 1%, chủ yếu hiệu quả khai thác tăng Từ 1960 – 1980 cấp tăng 1% giá lượng tăng và nhân công rẻ  Vàng thay đổi giá hàng ngày Khi giá vàng cao, các mỏ ngưng khai thác sẽ được khai thác lại Khi giá vàng hạ, đóng cửa mỏ vàng  Ở Mỹ giá nhân công cao nên chỉ khai thác một số ít mỏ vàng Nhưng ở các nước phát triển giá công nhân rẻ nên các mỏ vàng có hàm lượng thấp so với Mỹ vẫn được khai thác có lời  Hàm lượng đạt giá trị công nghiệp sẽ khác đối với các KS khác Hàm lượng đạt giá trị kinh tế được phân chia dựa vào hàm lượng trung bình của khoáng sản đó vỏ Trái đất  xác định hệ số tập trung  Al, có hàm lượng trung bình vỏ T Đ là 8%, có hệ số tập trung 3- (mỏ chỉ có giá trị kinh tế hàm lượng Al đạt từ 3- lần so với hàm lượng trung bình Vỏ T Đ) = 24 and 32% Aluminum mới khai thác có lời Substance Average Crustal Abundance Concentration Factor Al (Aluminum) 8.0% to Fe (Iron) 5.8% to7 Ti (Titanium) 0.86% 25 to 100 Cr (Chromium) 0.0096% 4,000 to 5,000 Zn (Zinc) 0.0082% 300 Cu (Copper) 0.0058% 100 to 200 Ag (Silver) 0.000008% ~1000 Pt (Platinum) 0.0000005% 600 Au (Gold) 0.0000002% 4,000 to 5,000 0.00016% 500 to 1000 U (Uranium) Nguồn gốc các tụ khoáng    Tụ khoáng nội sinh: Tụ khoáng nhiệt dịch Tập trung dung dịch giàu nước nóng vào qua các khe nưt và lỗ hỗng đá Tích tụ nhiệt dịch hình thành nước dưới đất tuần hoàn xuống sâu và nóng lên đến thể đá núi lửa nóng dưới sâu hay địa nhiệt dưới sâu Nước nóng có thể hòa tan các vật chất có giá trị kinh tế của các thể đá lớn   Năng lượng hạt nhân trực tiếp* - Nhiệt từ sự phân hủy đồng vị Uranium được sử dụng để tạo nước Sự giãn nở của nước được dùng để chạy máy sản xuất điện Trước được xem là rẻ, sạch và an toàn Nhưng hiện là v/đ về chất thải phóng xạ - không an toàn cho * Các nguồn lượng cần kiến thưc các nhà địa chất, khoa học (Năng lượng gio**́ , Năng lượng nước* , Nhiên liệu hóa thạch * , Năng lượng địa nhiệt* , Năng lượng hạt nhân trực tiếp* )    Nhiên liệu hóa thạch Có nguồn gốc từ lượng sinh khối- quá trình quang hợp – là phản ưng kết hợp của nước và CO từ TĐ và khí quyển dưới ánh sáng để hình thành các phân tử hữu  thực vật và oxy qua trình hô hấp  Trực tiếp hay gián tiếp, quá trình quang hợp là bản của sự sống T Đ   Để hình thành nhiên liệu hóa thạch, vật chất hữu phải được chôn vùi nhanh chónng  không có sự oxy hóa  các phản ưng h/h xảy để chuyển các phân tử hữu thành hydro carbon Dầu khí gồm các hydro carbon khác nhau, quan trọng nhất là paraffin CnH2n+2 n Formula Compound CH4 methane C2H6 ethane C3H8 propane C4H10 butane C5H12 pentane C6H14 hexane C7H16 heptane C8H18 octane C9H20 nonane > various various Use Natural Gas Gasoline Lubricating Oils, Plastics    Sự hình thành dầu khí Vật chất hữu (phiêu sinh, vi khuẩn) trầm tích cùng với sét ở đại dương  dầu khí  thường là phiến sét Hầu hết dầu khí tích tụ các đá thấm cát kết, đá vôi hay đá có độ nưt nẻ cao  dầu sẽ dịch chuyển (như nước dưới đất) vào các đá có tính thấm tốt    Phải dồi dào vật chất hữu cơ bị chôn vùi nhanh chóng các phản ưng h/h xảy chậm để biến đổi chất hữu thành các hydro carbon trầm tích bị nén ép làm dầu di chuyển đến các tầng thấm tốt Dầu phải di chuyển vào bẫy dầu (đá không thấm) để dầu không rò rỉ lên bề đất Các quá trình phải xảy giới hạn nhiệt độ và áp suất Nếu áp suất và nhiệt độ cao (biến chất hay hoạt động magma), dầu sẽ bị phá hủy thành các chất vô dụng chưa H và C Bẫy dầu Vì dầu khí có tỉ trọng nhẹ nên sẽ di chuyển lên mặt đất và tích tụ các bồn chưa có cấu trúc địa chất có thể giữ dầu – các đá không thấm nằm các đá thấm Bẫy dầu được chia làm loại tùy theo cấu trúc địa chất:  Bẫy kiến trúc và bẫy địa tầng Khí tự nhiên sẽ nằm dầu, dầu nước các lỗ hỗng của đá sự khác biệt về tỉ trọng  Bẫy kiến trúc  Nếp lồi – Nếu đá thấm cát kết hay đá vôi xen kẻ với đá không thấm phiến sét hay đá bùn, và các đá bị uốn nếp thành nếp lồi, dầu di trú lên vào các đá thấm của bồn chưa – bản lề của nếp lồi.    Đứt gãy- Nếu đưt gãy qua đá thấm và không thấm, đá không thấm sẽ nằm và bẫy dầu lại Đưt gãy thuận và nghịch đều có thể hình thành loại bẫy này  Vòm muối- Trong kỷ Jura, vịnh Mexoco là một bồn Do tốc độ bốc lớn  hình thành các lớp muối ở đáy bồn phủ trầm tích vụn Nhưng muối có tỉ trọng nhẹ các trầm tích vụn và dẻo  muối di chuyển lên tạo thành vòm muối Sự xâm nhập của các vòm muối sẽ làm biến dạng các tầng trầm tích ở rìa, uốn nếp tạo bẫy dầu Do vòm muối nằm gần mặt đất Các trầm tích nằm vòm muối thường có dạng vòm, tạo chỗ cho muối gần mặt đất và có thể bẫy dầu   Bẫy địa tầng Bất chỉnh hợp góc có thể là bẫy dầu nếu các lớp nằm bất chỉnh hợp là các đá không thấm và đá thấm xen kẻ địa tầng đơn nghiêng dưới bề mặt bất chỉnh hợp Khó xác định bẫy loại này vì bề mặt bất chỉnh hợp thường không lộ  Thấu kính- các lớp cát kết ở dạng thấu kính Nếu các đá quanh thấu kính là đá không thấm và bị biến dạng tạo đơn nghiêng, dầu khí có thể di trú vào thân cát và bị giữ lại đá không thấm Khó xác định mặt đất Sự phân bố dầu khí  Đa số dầu khí được hình thành có tuổi Tân sinh, ít là Trung sinh và Cổ sinh    Đá phiến chứa dầu và tar sand Đá phiến chưa dầu là phiến sét chưa nhiều vật chất hữu chưa bị phân hủy hoàn toàn để hình thành dầu khí  dầu chỉ được trích xuất ở nhiệt độ cao không hiệu quả kinh tế hiện nay, có thể là nguồn dự trữ tương lai dầukhi1 trở nên cạn kiệt Tar Sands là cát kết chưa dầu có độ nhớt cao cát lỗ hổng Trích xuất dầu khó vì cần nhiệt độ cao  khôn ghiệu qua 3kinh tế      Than Than có thể là đá trầm tích hoặc biến chất ở đầm lầy Thực vật dồi dào  chết  than bùn  bị chôn vùi nén ép mất nước và thải khí methan  than nâu (lignite)  áp suất và nhiệt độ  than hữu cơ tiếp tục bị biến chất  than đá Nếu nhiệt độ và áp suất quá cao  tất cả C biến thành than chì than chì chỉ cháy ở nhiệt độ cao  không hữu ích Than anthracite cung cấp nhiều nhiệt đốt ... 2 Tài nguyên lượng Năng lượng MT đến TĐ từ nguồn: - Năng lượng MT: đến TĐ dưới dạng bưc xạ điện từ - Năng lượng hạt nhân: TĐ từ các đồng vị phóng xạ  Năng lượng MT  Năng. .. lấy lượng từ MT và lưu trữ lượng vật liệu cho đếnkhi bị đốt cháy   Nhiên liệu hóa thạch * Năng lượng sinh khối bị chôn vùi lòng đất, người trích xuất và đốt cháy tạo lượng. .. gio**́ , Năng lượng nước* , Nhiên liệu hóa thạch * , Năng lượng địa nhiệt* , Năng lượng hạt nhân trực tiếp* )    Nhiên liệu hóa thạch Có nguồn gốc từ lượng sinh khối- quá trình