Ορυκτές καταθέσεις

Τα κοιτάσματα ορυκτών είναι συσσωρεύσεις πολύτιμων ορυκτά που έχουν οικονομικό ενδιαφέρον για τον άνθρωπο. Αυτά τα κοιτάσματα μπορούν να βρεθούν σε μια ποικιλία γεωλογικών πλαισίων, συμπεριλαμβανομένων των πυριγενών, ιζηματογενών και μεταμορφικά πετρώματα, και σχηματίζονται μέσω μιας σειράς γεωλογικών διεργασιών. Τα ορυκτά σε αυτά τα κοιτάσματα μπορεί να είναι μέταλλα, όπως π.χ χαλκός, χρυσοι, ή ψευδάργυρος, ή αμέταλλα, όπως αλάτι ή θείο.

Η βασική ιδέα πίσω από τα κοιτάσματα ορυκτών είναι ότι πολύτιμα ορυκτά συγκεντρώνονται σε ορισμένες περιοχές του φλοιού της Γης. Αυτή η συγκέντρωση μπορεί να είναι αποτέλεσμα πολλών παραγόντων, συμπεριλαμβανομένων των μαγματικών διεργασιών, υδροθερμικά υγρά, ιζηματογενείς διεργασίες και καιρικές συνθήκες. Ο σχηματισμός κοιτασμάτων ορυκτών μπορεί να διαρκέσει εκατομμύρια χρόνια και μπορεί να βρίσκονται σε διάφορα βάθη κάτω από την επιφάνεια της Γης.

Η ανακάλυψη και ανάπτυξη κοιτασμάτων ορυκτών είναι μια σημαντική πτυχή της μεταλλευτικής βιομηχανίας, η οποία παρέχει τις πρώτες ύλες που χρειάζονται για πολλά προϊόντα και βιομηχανίες. Κατανόηση των γεωλογικών διεργασιών που οδηγήσει Ο σχηματισμός κοιτασμάτων ορυκτών είναι σημαντικός για τον εντοπισμό και την εξόρυξη αυτών των πόρων με αποτελεσματικό και βιώσιμο τρόπο.

Διαδικασίες σχηματισμού

Τα κοιτάσματα ορυκτών μπορούν να σχηματιστούν μέσω μιας ποικιλίας διαδικασιών, μερικές από τις οποίες περιλαμβάνουν:

1. Μαγματικές διεργασίες: Ορισμένα κοιτάσματα ορυκτών σχηματίζονται μέσω της ψύξης και της κρυστάλλωσης του μάγματος. Καθώς το μάγμα ψύχεται και στερεοποιείται, μπορεί να κατακρημνίσει ορυκτά, τα οποία μπορεί να συσσωρευτούν για να σχηματίσουν σώματα μεταλλεύματος.
2. Υδροθερμικές διεργασίες: Τα υδροθερμικά υγρά που είναι πλούσια σε διαλυμένα μέταλλα μπορούν να εναποθέσουν αυτά τα ορυκτά όταν έρθουν σε επαφή με ψυχρότερα πετρώματα. Υδροθερμικές αποθέσεις είναι κοινά σε περιοχές με ενεργό ή πρόσφατα ενεργό ηφαίστεια, ιαματικές πηγές και θερμοπίδακες.
3. Ιζηματογενείς διεργασίες: Τα ιζηματογενή κοιτάσματα ορυκτών σχηματίζονται από τη συσσώρευση ορυκτών μέσα ιζηματογενή πετρώματα. Αυτά τα κοιτάσματα μπορούν να σχηματιστούν μέσω μιας ποικιλίας διεργασιών, όπως η κατακρήμνιση από το νερό που εξατμίζεται, η αντικατάσταση των υπαρχόντων ορυκτών ή η συσσώρευση ορυκτών σε χώρους πόρων σε ιζηματογενή βράχους.
4. Μεταμορφωτικές διεργασίες: Κατά τη διάρκεια της μεταμόρφωσης, τα ορυκτά κοιτάσματα μπορούν να σχηματιστούν μέσω της ανακρυστάλλωσης υπαρχόντων ορυκτών, της ανάπτυξης νέων ορυκτών ή της αντικατάστασης υπαρχόντων ορυκτών από άλλα ορυκτά. Μεταμορφωμένα κοιτάσματα ορυκτών είναι κοινά σε περιοχές όπου τα πετρώματα έχουν υποβληθεί σε υψηλή θερμοκρασία και πίεση.
5. Διεργασίες τοποθέτησης: Τα κοιτάσματα τοποθετήσεων σχηματίζονται από τη συσσώρευση ορυκτών σε κοίτες ρεμάτων ή στην επιφάνεια του εδάφους. Αυτά τα κοιτάσματα μπορούν να σχηματιστούν όταν τα ορυκτά διαβρώνονται από το βράχο της πηγής τους και μεταφέρονται προς τα κάτω με το νερό ή τον άνεμο.
6. Διαδικασίες καιρικών συνθηκών: Μερικά κοιτάσματα ορυκτών μπορούν να σχηματιστούν μέσω της διάβρωσης και της αποσύνθεσης των υπαρχόντων πετρωμάτων. Οι καιρικές συνθήκες μπορεί να προκαλέσουν την απελευθέρωση ορυκτών ιόντων στο έδαφος και τα υπόγεια ύδατα, τα οποία στη συνέχεια μπορούν να συσσωρευτούν για να σχηματίσουν κοιτάσματα ορυκτών.

Οικονομική σημασία και χρήσεις

Τα κοιτάσματα ορυκτών έχουν μεγάλη οικονομική σημασία, καθώς αποτελούν την πηγή πολλών πολύτιμων πόρων που χρησιμοποιούνται σε διάφορες βιομηχανίες. Οι χρήσεις των ορυκτών ποικίλλουν, από δομικά υλικά όπως τσιμέντο, τούβλα και πλακάκια, έως μέταλλα όπως σίδερο, χαλκός, χρυσός και αργυροι, σε ενεργειακούς πόρους όπως π.χ άνθρακας, πετρέλαιο και φυσικό αέριο.

Εκτός από την οικονομική τους αξία, τα ορυκτά έχουν επίσης πολλές άλλες χρήσεις, μεταξύ άλλων στην κατασκευή ηλεκτρονικών ειδών, κοσμημάτων και άλλων καταναλωτικών αγαθών, καθώς και στην ιατρική και τη γεωργία.

Η οικονομική αξία ενός ορυκτού κοιτάσματος εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως η ποιότητα και η ποσότητα του ορυκτού, η ευκολία εξόρυξης και η ζήτηση για το ορυκτό στην αγορά. Επομένως, η κατανόηση της γεωλογίας και ορυκτολογία των κοιτασμάτων ορυκτών είναι απαραίτητη για την αξιολόγηση του οικονομικού δυναμικού τους και την ανάπτυξη στρατηγικών εξόρυξης και εξόρυξης.

Μερικοί συνήθεις τύποι κοιτασμάτων ορυκτών

Υπάρχουν πολλοί τύποι κοιτασμάτων ορυκτών, αλλά μερικά από τα πιο συνηθισμένα περιλαμβάνουν:

1. Καταθέσεις φλεβών: Σχηματίζονται από υδροθερμικά ρευστά που εναποθέτουν ορυκτά σε ρωγμές ή ρωγμές σε πετρώματα.
2. Κοιτάσματα πορφυρίου: Σχηματίζονται από μάγμα που εισχωρεί στα πετρώματα και εναποθέτει ορυκτά.
3. Skarn κοιτάσματα: Σχηματίζονται από υδροθερμικά ρευστά που αντιδρούν με ανθρακικά πετρώματα και εναποθέτουν ορυκτά στα μεταμορφωμένα πετρώματα που προκύπτουν.
4. Ιζηματογενή κοιτάσματα: Σχηματίζονται από την καθίζηση ορυκτών από το νερό σε ιζηματογενή περιβάλλοντα.
5. Κοιτάσματα Placer: Σχηματίζονται από τη συγκέντρωση βαρέων ορυκτών σε ρέματα, παραλίες ή άλλα ιζηματογενή περιβάλλοντα.
6. Ηφαιστειογενές ογκώδες σουλφίδιο (VMS) κοιτάσματα: Σχηματίζονται από υδροθερμικά ρευστά που εναποθέτουν ορυκτά σε ηφαιστειακά πετρώματα.
7. Κοιτάσματα ανθρακικού: Σχηματίζονται από μάγμα που περιέχει υψηλές συγκεντρώσεις ανθρακικών ορυκτών.
8. Κιμπερλίτης σωλήνες: Σχηματίζονται από την έκρηξη μάγματος που περιέχει διαμάντια και άλλα μέταλλα.
9. Κοιτάσματα οξειδίου του σιδήρου-χαλκού-χρυσού (IOCG): Σχηματίζονται από υδροθερμικά ρευστά που εναποθέτουν σίδηρο, χαλκό και χρυσό στα πετρώματα.
10. Αποθέσεις λατερίτη: Σχηματίζονται από τη διάβρωση των υπερμαφικών πετρωμάτων και τη συγκέντρωση των νικέλιο και άλλα μέταλλα στα εδάφη που προκύπτουν.

Αυτά είναι μόνο μερικά παραδείγματα και υπάρχουν πολλοί άλλοι τύποι κοιτασμάτων ορυκτών που μπορούν να σχηματιστούν σε διαφορετικά γεωλογικά περιβάλλοντα.

Φλέβα-Καταθέσεις Ορυκτών

Οι φλεβικές αποθέσεις είναι ένας τύπος κοιτασμάτων ορυκτών που σχηματίζονται όταν ορυκτά εναποτίθενται από υδροθερμικά υγρά μέσα σε ρωγμές, ρωγμές ή αρθρώσεις σε πετρώματα. Συχνά βρίσκονται μέσα σε βράχους που έχουν υποστεί παραμόρφωση ή μεταμόρφωση. Τα ορυκτά που αποτελούν τις φλεβικές αποθέσεις είναι συχνά μεταλλεύματα, αν και τα μη μεταλλικά ορυκτά μπορούν επίσης να εναποτεθούν σε φλέβες.

Οι φλεβικές εναποθέσεις σχηματίζονται όταν ζεστά, πλούσια σε μεταλλικά υγρά ρέουν μέσα από κατάγματα σε βράχους και ψύχονται, προκαλώντας την κατακρήμνιση των ορυκτών και σχηματισμό φλεβών. Τα υγρά που σχηματίζουν φλεβικές εναποθέσεις συνδέονται συχνά με μαγματικά ή υδροθερμικά συστήματα και μπορούν να προέρχονται από μια ποικιλία διαφορετικών πετρωμάτων, συμπεριλαμβανομένων των πλουτονικών πετρωμάτων, των ηφαιστειακών πετρωμάτων και των ιζηματογενών πετρωμάτων.

Μερικά παραδείγματα κοιτασμάτων φλεβών περιλαμβάνουν φλέβες χρυσού στους Black Hills της Νότιας Ντακότα, φλέβες αργύρου στο Comstock Lode στη Νεβάδα και φλέβες χαλκού στη χερσόνησο Keweenaw του Μίσιγκαν. Οι φλεβικές αποθέσεις είναι συχνά οικονομικά πολύτιμες, καθώς μπορεί να περιέχουν υψηλές συγκεντρώσεις πολύτιμων ορυκτών.

Φαράγγι Bingham στη Γιούτα (ΗΠΑ) Ορυχείο χαλκού

Τύποι κοιτασμάτων ορυκτών

Υπάρχουν διάφοροι τύποι κοιτασμάτων ορυκτών, το καθένα με τα δικά του μοναδικά χαρακτηριστικά και διαδικασίες σχηματισμού. Μερικοί από τους πιο συνηθισμένους τύπους κοιτασμάτων ορυκτών περιλαμβάνουν:

1. Μαγματικές αποθέσεις: Σχηματίζονται από την ψύξη και την κρυστάλλωση του μάγματος και περιλαμβάνουν εναποθέσεις από χρωμίτης, πλατίνα, νικέλιο και χαλκό.
2. Υδροθερμικές αποθέσεις: Σχηματίζονται από την κυκλοφορία θερμών υδατικών ρευστών και περιλαμβάνουν κοιτάσματα χρυσού, αργύρου, μολύβδου, ψευδαργύρου και χαλκού.
3. ιζηματογενή κοιτάσματα: Σχηματίζονται από τη συσσώρευση και συγκέντρωση ορυκτών σωματιδίων σε ιζηματογενή πετρώματα και περιλαμβάνουν κοιτάσματα σιδήρου, μαγγάνιο, ουράνιοκαι φωσφορικό.
4. Υπολειμματικά κοιτάσματα: Σχηματίζονται από τη διάβρωση και την έκπλυση των πετρωμάτων, αφήνοντας πίσω τα συγκεντρωμένα ορυκτά και περιλαμβάνουν κοιτάσματα βωξίτης και σίδερο.
5. Κοιτάσματα Placer: Σχηματίζονται από τη συγκέντρωση ορυκτών από τις καιρικές συνθήκες και τη διάβρωση σε κοίτες ρεμάτων και αμμουδιές και περιλαμβάνουν κοιτάσματα χρυσού, κασσίτεροςκαι διαμάντια.
6. Κοιτάσματα ανθρακίτη: Είναι σπάνια και σχηματίζονται από την ψύξη και τη στερεοποίηση του μάγματος του ανθρακίτη και περιλαμβάνουν εναποθέσεις στοιχείων σπάνιων γαιών και νιοβίου.
7. Κοιτάσματα Κιμπερλίτη: Σχηματίζονται από βαθιά ηφαιστειακή δραστηριότητα και περιλαμβάνουν κοιτάσματα διαμαντιών.
8. Αποθέσεις εξατμιστήρα: Σχηματίζονται από την εξάτμιση του αλατούχου νερού και περιλαμβάνουν εναποθέσεις από χαλίτης, γύψοςκαι ποτάσα.
9. Κοιτάσματα λατερίτη: Σχηματίζονται από τη διάβρωση των υπερμαφικών πετρωμάτων σε τροπικά κλίματα και περιλαμβάνουν κοιτάσματα νικελίου και κοβάλτιο.
10. Κοιτάσματα οξειδίου σιδήρου-χαλκού-χρυσού (IOCG): Σχηματίζονται από υδροθερμικά ρευστά και περιλαμβάνουν κοιτάσματα σιδήρου, χαλκού και χρυσού.

Κάθε είδος κοιτάσματος ορυκτών έχει τα δικά του ξεχωριστά χαρακτηριστικά και η εξερεύνηση και η ανάπτυξη ενός συγκεκριμένου τύπου κοιτασμάτων απαιτεί εξειδικευμένες τεχνικές και γνώσεις.

Πρωτογενής ορυκτολογία

Η πρωτογενής ορυκτολογία αναφέρεται σε ορυκτά που σχηματίζονται απευθείας από πυριγενείς, μεταμορφωτικές και ιζηματογενείς διεργασίες. Αυτά τα ορυκτά σχηματίζονται στην παρούσα θέση τους και δεν έχουν μεταφερθεί ή αλλοιωθεί από την αρχική τους κατάσταση. Τα πρωτογενή ορυκτά συχνά ταξινομούνται με βάση την κρυσταλλική τους δομή, η οποία καθορίζεται από τη χημεία του ορυκτού και τον τρόπο σχηματισμού του.

In πυριγενή πετρώματα, τα ορυκτά που σχηματίζονται είναι κυρίως πυριτικά ορυκτά, τα οποία περιέχουν πυρίτιο και οξυγόνο, μαζί με άλλα στοιχεία όπως π.χ. αλουμίνιο, μαγνήσιο, σίδηρο και κάλιο. Μερικά από τα κοινά πρωτογενή πυριτικά ορυκτά που βρίσκονται σε πυριγενή πετρώματα περιλαμβάνουν αστριός, χαλαζίας, μικρό, πυροξένιο, αμφίβολο, να ολιβίνη.

Μεταμορφωμένα πετρώματα σχηματίζονται από το μεταβολή των προϋπαρχόντων πετρωμάτων λόγω αλλαγών στη θερμοκρασία, την πίεση και το χημικό περιβάλλον. Τα κύρια ορυκτά που σχηματίζονται κατά τη μεταμόρφωση είναι συνήθως πυριτικά ορυκτά, αλλά συχνά διαφέρουν από τα ορυκτά που βρίσκονται στο αρχικό πέτρωμα. Για παράδειγμα, το ορυκτό λυχνίτης συχνά σχηματίζεται κατά τη μεταμόρφωση του σχιστόλιθος or αμμόπετρα.

Τα ιζηματογενή πετρώματα σχηματίζονται από τη συσσώρευση ιζήματος που έχει μεταφερθεί και αποτεθεί από τον άνεμο, το νερό ή τον πάγο. Τα πρωτογενή ορυκτά που σχηματίζονται σε ιζηματογενή πετρώματα είναι τυπικά μη πυριτικά ορυκτά, όπως π.χ ασβεστίτης, δολομίτης λίθος, γύψος και αλίτης.

Η πρωτογενής ορυκτολογία είναι σημαντική στη μελέτη της γεωλογίας επειδή παρέχει ενδείξεις για την ιστορία του φλοιού της Γης και τις διαδικασίες που έχουν σχηματίσει πετρώματα και ορυκτά. Μελετώντας τη σύνθεση και την κατανομή των πρωτογενών ορυκτών, οι γεωλόγοι μπορούν να αποκτήσουν γνώσεις για τη γεωλογική ιστορία μιας περιοχής και να κατανοήσουν καλύτερα τους πόρους που υπάρχουν.

Το σιδηρομετάλλευμα Ορυκτό

Δευτερεύοντα ορυκτά

Τα δευτερογενή ορυκτά είναι ορυκτά που σχηματίζονται μέσω της αλλοίωσης προϋπαρχόντων ορυκτών, συνήθως ως αποτέλεσμα έκθεσης σε υδροθερμικά υγρά ή διεργασίες διάβρωσης.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα δευτερεύοντα ορυκτά σχηματίζονται από την αντίδραση προϋπαρχόντων ορυκτών με υγρά που είναι εμπλουτισμένα σε ορισμένα στοιχεία, όπως νερό που έχει θερμανθεί από μάγμα ή υπόγεια ύδατα που έχουν εμπλουτιστεί με ιόντα μετάλλων από ένα κοίτασμα ορυκτών. Σε άλλες περιπτώσεις, δευτερογενή ορυκτά σχηματίζονται μέσω διαδικασιών διάβρωσης που μπορούν να διασπάσουν τα προϋπάρχοντα ορυκτά και να απελευθερώσουν τα χημικά τους συστατικά, τα οποία στη συνέχεια ανασυνδυάζονται για να σχηματίσουν νέα ορυκτά.

Παραδείγματα δευτερογενών ορυκτών περιλαμβάνουν οφιοειδής, που σχηματίζεται μέσω της αλλοίωσης υπερμαφικών πετρωμάτων, και καολινίτης, που σχηματίζεται μέσω της διάβρωσης των ορυκτών άστριου γρανίτης. Τα δευτερεύοντα ορυκτά μπορεί να είναι οικονομικά σημαντικά, καθώς μπορεί να περιέχουν πολύτιμα μέταλλα και ορυκτά που δεν υπήρχαν στο αρχικό πέτρωμα ή ορυκτό.

Αμέθυστος στο Veracruz gangue Mineral

Τι είναι το Host Rock;

Στη γεωλογία, ο όρος «βράχος υποδοχής» αναφέρεται στο πέτρωμα που περιβάλλει, περικλείει ή περιέχει ένα κοίτασμα μεταλλεύματος, ορυκτό φλέβα ή άλλο γεωλογικό χαρακτηριστικό ενδιαφέροντος. Το πέτρωμα ξενιστής μπορεί να είναι είτε ιζηματογενές, πυριγενές ή μεταμορφωμένο στην προέλευση και η ανοργανοποίηση ή η απόθεση που περιέχει μπορεί να σχετίζεται με το σχηματισμό ή την εισβολή του πετρώματος ξενιστή.

Στο πλαίσιο της εξόρυξης, η κατανόηση των χαρακτηριστικών του πετρώματος υποδοχής είναι κρίσιμη για τον προσδιορισμό της σκοπιμότητας και της πιθανής κερδοφορίας ενός εξορυκτικού έργου. Ο τύπος του πετρώματος ξενιστή, η ορυκτή σύστασή του, η δομή και άλλες ιδιότητές του μπορούν να επηρεάσουν την ευκολία με την οποία μπορούν να εξαχθούν τα ορυκτά ή τα μέταλλα, καθώς και το κόστος που σχετίζεται με την εξόρυξη και την επεξεργασία.

Ο βράχος μέσα στον οποίο εμφανίζεται η απόθεση μεταλλεύματος

• Ηφαιστειακά ή πυροκλαστικά πετρώματα
• Πλουτωνικά ή υποηφαιστειογενή πετρώματα
• Υπερμαφικά πετρώματα
• Ανθρακικά πετρώματα
• Ιζηματογενή πετρώματα
• Εξατμιστικοί βράχοι

Wall rock ή country rock

Στη γεωλογία, ο όρος "πέτρα τοίχου" ή "πέτρα εξοχής" αναφέρεται στον περιβάλλοντα βράχο που περικλείει μια πυριγενή εισβολή, κοίτασμα μεταλλεύματος ή ορυκτό φλέβα. Οι βράχοι των τοίχων είναι συνήθως παλαιότεροι από το γεγονός διείσδυσης ή ανοργανοποίησης που περιβάλλουν και μπορεί να έχουν αλλοιωθεί από τη θερμότητα και τα υγρά που σχετίζονται με την εισβολή ή την ανοργανοποίηση.

Για παράδειγμα, στο πλαίσιο μιας ορυκτής φλέβας, ο βράχος του τοίχου είναι ο βράχος που βρίσκεται σε επαφή με τη φλέβα και μπορεί να είναι ένας σημαντικός παράγοντας στο σχηματισμό και τα χαρακτηριστικά της φλέβας. Τα πετρώματα των τοίχων μπορούν επίσης να επηρεάσουν τον τύπο της ανοργανοποίησης που συμβαίνει, καθώς και το σχήμα και τον προσανατολισμό του κοιτάσματος. Η κατανόηση των ιδιοτήτων και των χαρακτηριστικών των πετρωμάτων τοίχου είναι ένα σημαντικό μέρος της εξερεύνησης και εξόρυξης ορυκτών.

Ο βράχος που περιβάλλει το κοίτασμα μεταλλεύματος, συγκεκριμένα, ο βράχος εκατέρωθεν μιας φλέβας

• Ηφαιστειακά ή πυροκλαστικά πετρώματα
• Πλουτωνικά ή υποηφαιστειογενή πετρώματα
• Υπερμαφικά πετρώματα
• Ανθρακικά πετρώματα
• Ιζηματογενή πετρώματα
• Εξατμιστικοί βράχοι

αναφορές

1. Guilbert, JM, & Park Jr, CF (2007). Η γεωλογία των κοιτασμάτων μεταλλεύματος (2η έκδ.). Waveland Press.
2. Evans, ΑΜ (1993). Γεωλογία μεταλλεύματος και βιομηχανικά ορυκτά: μια εισαγωγή (2η έκδοση). Επιστήμη Blackwell.
3. Proffett, JM (2003). Γεωλογία των κοιτασμάτων ορυκτών της Αυστραλίας και της Παπούα Νέας Γουινέας (3η έκδοση). AusIMM.
4. Sillitoe, RH (2010). Συστήματα χαλκού από πορφύριο. Economic Geology, 105(1), 3-41.
5. Heinrich, CA, Driesner, T., & Monecke, T. (2007). Η γεωλογία των υδροθερμικών κοιτασμάτων. Economic Geology, 102(3), 469-505.
6. Hofstra, AH, Cline, JS, & Deutsch, CV (2000). Κεφάλαιο 23 – Καταθέσεις χρυσού. Στο Γεωλογία των κοιτασμάτων ορυκτών της Cordillera του δυτικού Καναδά (σ. 705-762). Καναδικό Ινστιτούτο Μεταλλείων, Μεταλλουργίας και Πετρέλαιο.
7. Ridley, JR, & Διαμάντι, LW (2014). Η φύση και η προέλευση των κοιτασμάτων χρυσού των ομίλων Witwatersrand στον Supergroup Ventersdorp, Νότια Αφρική – μια επανεκτίμηση. Ore Geology Reviews, 62, 156-177.
8. Kesler, SE, Wilkinson, BH, & Kesler, SE (2012). Γεωλογία κοιτασμάτων μεταλλευμάτων. Cambridge University Press.
9. Hedenquist, JW, & Lowenstern, JB (1994). Ο ρόλος των μάγματος στο σχηματισμό υδροθερμικών κοιτασμάτων μεταλλευμάτων. Nature, 370(6490), 519-527.
10. Hoefs, J. (2009). Stable isotope geochemistry (6η έκδ.). Πηδών.