ściąga gotowa - geologia złóż wgig PDF

Preview

Summary

Klark- średnia zawartość danego pierwiastka w litosferze. Wielka ósemka- osiem pierwiastków występuje w skorupie ziemskiej w ilościach większych niż 1% i stanowią one 99,94% ogólnego składu litosfery: tlen, krzem, glin, żelazo, wapń, sód, potas, magnez. pierwiastek o dużym klarku- liczne, masowo eks...

Description

Klark- średnia zawartość danego pierwiastka w litosferze. Wielka ósemka- osiem pierwiastków występuje w skorupie ziemskiej w ilościach większych niż 1% i stanowią one 99,94% ogólnego składu litosfery: tlen, krzem, glin, żelazo, wapń, sód, potas, magnez. pierwiastek o dużym klarku- liczne, masowo eksploatowane złoża; pierwiastek o małym klarku- rzadko tworzą złoża, są trudne do zlokalizowania. Złoże- naturalne nagromadzenie kopaliny lub kopalin, którego wydobycie jest uzasadnione ekonomicznie (opłacalne, przynosi korzyści gospodarcze) w danych warunkach i w danym czasie. Kopalina- nagromadzenie składnika użytecznego w środowisku naturalnym: minerały i skały, składniki ciekłe i gazowe, stanowiące przedmiot eksploatacji górniczej. Warunki niezbędne do nazwania obiektu geologicznego złożem: Złoże to nagromadzenie kopaliny: - o ilości zapewniającej rentowną eksploatacje; - jakości kopaliny spełniającej wymagania istniejących technologii;możliwe do wydobycia i przeróbki; - którego eksploatacja jest opłacalna w warunkach współczesnych możliwości technicznych i ekonomicznych; Kryteria bilansowości- zestaw parametrów geologicznych, górniczych, technicznych i ekonomicznych, jakie musi spełniać nagromadzenie kopaliny, by móc być uznane za złoże. Kryteria bilansowości: a) warunki górniczo-geologiczne (np. głębokość zalegania, stopień geotermalny, stopień stektonizowania, warunki hydrogeologiczne), b) parametry techniczno-jakościowe- dające się pomierzyć, np. zawartość składnika użytecznego, zawartość składnika szkodliwego, c) Wskaźniki ekonomiczne złoża – określające opłacalność wydobycia, tj. koszty wydobycia, koszty transportu, ceny surowca). Czynniki warunkujące dostępność górniczą:- głębokość występowania; - warunki wodne; - obecność gazów; - warunki cieplne; - własności geotechniczne skał otaczających; Złoża odkryte- znajdują się na powierzchni.

Złoża zakryte- przykryte są młodszymi utworami, wskutek tego nie są dostępne do bezpośredniej obserwacji- mają obecnie duże znaczenie. Podział złóż kopalin: a) w zależności od skał goszczących kopalinę: Złoża skał magmowych, osadowych lub metamorficznych b) w zależności od wieku złoża względem wieku skał goszczących Złoża syngenetyczne, złoża epigenetyczne c) W zależności od charakteru mineralizacji Złoża pierwotne, złoża wtórne. Forma złoża- geometryczny kształt skupienia kopaliny: diapir, sztokwerk, gniazda, kieszenie, formy płytowe, pokład, pseudopokład, soczewa, żyła, słupy, kominy. Budowa złoża- ułożenie formy w przestrzeni: jest wynikiem działania procesów pierwotnych (krystalizacja magmy, jej dyferencjacja, migracja roztworów pomagmowych, i in.) i wtórnych (zjawiska tektoniczne, metasomatyczne, metamorfizm); budowę określają: bieg, upad, kąt odchylenia, kąt zanurzenia. Podział kopalin: -Stałe, -Ciekłe, -Gazowe a) Główne; b)Towarzyszące (współwystępujące) c) odpadowe. Klasyfikacja surowców: Surowce energetyczne- kopaliny, których przeznaczeniem jest wykorzystanie do celów energetycznych (gaz ziemny, łupkowy, metan z pokładów węgla, ropa naftowa, węgiel brunatny, węgiel kamienny). Surowce metaliczne- odzyskiwany jest z nich metal wykorzystywany w metalurgii i inne metale używane do różnych celów (Rudy cynku i ołowiu, Rudy miedzi, Rudy żelaza, wanadu, tytanu i chromu, Rudy srebra, złota, nikiel, kobalt, REE, PGE i innych metali) Surowce chemiczne (baryty, fluoryty, siarka, sole potasowomagnezowe, sól kamienna). Surowce skalne (betonity i iły bentonitowe, dolomity, Gipsy i anhydryty, Gliny ceramiczne, Gliny ogniotrwałe,- kamienie budowlane i drogowe, kreda, kruszywo naturalne, kwarcyty ogniotrwałe, kwarc żyłowy, magnezyty. Od czego zależy jakoś rud Fe? - Zawartość Fe w rudzie (25-70%), - składu mineralnego rudy, - składu chemicznego rudy, -domieszek niekorzystnych As, Sn (max 0,07%), Zn, Pb i Cu (max 0,2%), S (max 0,3%), P (0,3-2%), TiO2 (max 4%), - domieszek korzystnych Cr, Mn, V, Ni, Co i Mo, - własności fizycznych (zwięzłość, odporność na ścieranie itp.), - struktur i tekstur żelaza. Minerały rudne żelaza: 1) Rudy tlenkowe – magnetyt, hematyt 2) Siarczki żelaza (nie odzyskuje się z nich Fe!) – piryt, markasyt, pirotyn 3) Rudy w postaci wodorotlenków – goethy, lepidokrokit 4) Rudy w postaci węglanów – syderyt, ankeryt 5) Krzemiany żelazonośne (tzw. Piaski żelasiste) – szamozyt, turyngit 6) Mieszaniny mineralne –limonit, ruda bobowa, ruda darniowa. TYPY GENETYCZNE ZŁÓŻ RUD ŻELAZA: -zmetamorfizowane,- magmowe, -laterytowe, - skarnowe, - osadowe. Złoża zmetamorfizowane: - formacja warstwowana, wstęgowe rudy żelaza, - występ na tarczach prekambryjskich, powstają w wyniku zmetamorfizowania osadowych złóż żel, - bardzo duże zasoby żelaza, często blisko powierzchni terenu, -warstwowana budowa, rudy magnetyczne-hematytowe, - GM: megnetyt, hematyt, domieszki złota, manganu i uranu Złoża magmowe: - powstają w wyniku dyferencjacji magmy w intruzjach skał zasadowych - znajdowane w starych orogenach, na tarczach prekambryjskich - GM: megnetyt, hematyt, apatyt.- Przykłady złóż: Kiruna, Taberg . Złoża skarnowe: - powstają w kontakcie skał węglanowych z intruzjami klasy diorytu i granitu, na skutek krążących roztworów hydrotermalnych - GM: megnetyt i hematyt, domieszki kobaltu i miedzi – Np.: Ural. Złoża laterynowe: - tworzą pokrywy wietrzeniowe na serpentynitach i bazaltach (skałach ultrazasadowych), tworzące się w warunkach klimatu gorącego i wilgotnego – GM:limonit, częste domieszki boksytów, krzemiany niklu – Np.: Conakry w Nowej Gwinei. Złoża osadowe: - Występują w skałach prekambryjskich lub młodszych (najczęściej jurajskich) – syngenetyczne - kilka pokładów - GM: goethyt, syderyt, pisaki żelaziste,- Przykłady złóż: Kercz na Ukrainie, rejon Częstochowa – Wręczyca Złoża żelaza w Polsce: - Złoża magmowe Suwalszczyzny: Krzemionka, Udryń, Jeleniowo, - Jurajskie złoża osadowe: Częstochowa – Wręczyca.

Złoża typu MVT -Wykazują związek czasowy i przestrzenny z obszarami znajdującymi się w pobliżu rejonów orogenicznych, gdzie doszło do powstania skał węglanowych (dewon-perm-powstanie Pangei, kreda-trzeciorzędorogeneza alpejska). Ale nie mają bezpośredniego związku z procesami magmowymi. - Są epigenetyczne -Roztwory mineralizujące mają temperaturę przeważnie w zakresie 75-200°C, zachodz i kras hydrotermalny oraz metasomatoza powodująca powstanie dolomitu z wapienia, ważną rolę odgrywa proces brekcjonowania. -Mediana zawartości Pb i Zn w złożach MVT to odpowiednio 2% i 6% -Oprócz Zn i Pb w złożach tego typu występują: Ag, Cu, In, Ge, Ga, Cd - Zawartość Zn często przewyższa zawartość Pb w złożu: niekiedy w złożach występuje Zn z niewielką ilością Pb, czasem złoże bogate jest w Pb i tylko podrzędnie występują minerały Zn - Ruda jest drobnokrystaliczna, o warstwowanej teksturze, częste są formy kolomorficzne oraz tekstury dendrytyczne, charakterystyczne - Złoża najczęściej eksploatuje się stosując metodę filarowo-komorową - Do tych złóż zaliczamy: *Brekcja dolomitowa (sfaleryt + galena + okruch dolomitu) *Kryształy galeny z kopalni Trzebionka *Koloorficzne rudy cynku i ołowiu z Olkusza Złoża wulkaniczno-osadowe VHMS - Są to złoża Zn, Pb, Cu (Ag, Au) powstające w wyniku działania procesów wulkanicznych i hydrotermalnych w morskim środowisku - Związane z wysokotemperaturowymi, czarnymi kominami hydrotermalnymi (siarczkowym) - Skałami g oszczącymi rudę są zarówno skały wulkaniczne jak i skały osadowe -Występują grupami, jako soczewy, w bezpośredniej bliskości podmorskich centrów wulkanicznych związanych ze sferami ryftów oceanicznych - W przeciwieństwie do złóż typu SEDEX tworzą się stosunkowo sz ybko i mają mniejsze zasoby - Tworzą tzw. pasy pirytowe - Miąższość soczew wynosi od 5 do 100 m, a ich długość mieści się w zakresie od 200 do 500 m - W złożach występują rudy masywne, czasami warstwowane, strefy sztokwerkowe - Główne minerały kruszcowe: piryt, pirotyn, sfaleryt, chalkopiryt, galena i tetraedryt - Przykłady złóż: Dolnokarboński iberyjski pas pirytowy: *Tio Tinto, Soteil (Hiszpania) *Mioceński Pas Kuroko w Japoni

Złoża ekshalacyjno-osadowe SEDEX - Znajdują się w większej odległości od centrum ekshalacyjnych (kominów hydrotermalnych) niż złoża VHMS - Roztwory hydrotermalne, niosące metale, krążą w strefach uskokowych, krystalizujące minerały rudne przykrywane są osadem, gromadzącym się na dnie oceanicznym - Skałami goszczącym są zwykle drobnoziarniste skały osadowe - Powstają w obrębie ryftów kontynentalnych - Czas ich powstania jest długi ( miliony lat) - Posiadają większe zasoby niż złoża typu VMS - Charakterystyczne jest występowanie siarczków w formie warstwowanej (laminowana ruda) - Przykłady złóż: *Rammelsberg ( Niemcy) * Red Dog (Alaska) Złoża skarnowe (hydrotermalno-metasomatyczne) - Występują w skałach węglanowych, w bliskim sąsiedztwie kwaśnych intruzji magmowych - Obecność skarnów już nieodłączna ( skarny powstały w wyniku metasomatozy kontaktowej, która występuje na skutek działania roztworów hydrotermalnych zawierających Si, Al, Mg, Fe: roztwory pochodzą z procesów magmowych: skały węglanowe są rozpuszczane, dochodzi do wymiany jonowej pomiędzy roztworami i skałą, a następnie tworzą się nowe minerały) - Składają się z kilkunastu nieregularnych ciał rudnych, występujących w strefie kontaktowej - Główne minerały kruszcowe to: galena, sfaleryt, piryt, arsenopiryt, pirotyn, chalkopiryt, siarkosole ołowiu i srebra - Są złoża nie tylko Zn i Pb, ale często Fe, Cu, Sn, Mo, W czasem z domieszkami Ag i Au - Nie wszystkie skarny zawierają mineralizację rudną Złoża hydrotermalne-żyłowe - Występują w różnych skałach (metamorficznych, wulkanicznych, osadowych) w pobliżu intruzji magmowych, tworząc pola rudne, zbudowane z dziesiątek żył - W żyłach występują różne asocjacje – Pb-Zn, Pb-Zn, Pb-Zn-Ag, Pb-Sb-Ag, Pb-Ag-Sn - Minerały występujące w złożach: galena, sfaleryt, piryt, tetraedryt, chalkopiryt, siarkosole Ag i Pb, kasyteryt, antymonit, syderyt, fluoryt, baryt, kwarc, kalcyt - Domieszki: Au, Ge, Ga, In, Bi, Ag - Przykłady złóż: *Freiberg (Niemcy), Pribram (Czechy), Ołowianka, Karczówka, G. Świętokrzyskie Złoża zmetamorfizowane Związane są z centralnymi częściami platform prekambryjskich -powstają w wyniku głębokiego metamorfizmu złóż typu SEDEX i MVT - Zbudowane są głównie z wielu soczew bogatych w rudy siarczkowe - Główne minerały kruszcowe to: sfaleryt, galena, piryt, pirotyn, siarczki miedzi, arsenu, cyny, molibdenu i bizmutu - Przykłady złóż: *Broken Hill (Australia) * Mount Isa (Australia) * Balmat (Usa) *Amberg (Szwecja) Złoża wietrzeniowe - Tworzą się w wyniku wietrzenia złóż siarczkowych Zn i Pb - Pojawiają się ponad pierwotnymi złożami, często blisko powierzchni terenu lub na powierzchni w przypadku istanienia wychodzi rud siarczkowych - Są to rudy utlenione, głównie galmany - Głównie minerały kruszcowe to: smithsonit, monheimit (odmiana smithsonitu zasobna w FeO), hemimorfit, hydrocynkit, rzadziej goethyt i cerusyt - Przykłady złóż: * Vazante (Brazylia) *Cinkur (Turcja) * Historyczne: okolice Bytomia, Olkusza i Chrzanowa

Zast cynku i ołowiu: Cynk (Zn): ochrona przed korozją ,składnik stopów metalicznych (mosiądz; tombak); do produkcji ogniw elektrycznych; biel cynkowa (ZnO) - wypełniacz do farb i lakierów; stabilizator gumy, tworzyw sztucznych, kauczuku; również do celów kosmetycznych; w ceramice Ołów (Pb): Akumulatory samochodowe, baterie; Kable, rury; Amunicja; Farby; Szkło ołowiowe (kryształowe, o dużej przezroczystości); Ekrany do ochrony przed promieniowaniem rentgenowskim i gamma Typy rud Zn i Pb Rudy siarczkowe - sfaleryt, galena, siarkosole oraz towarzyszące im siarczki żelaza (piryt, markasyt); Rudy utlenione - galmany, wodorotlenki Fe, minerały płonne (minerały ilaste, kwarc, kalcyt, dolomit), Typy genetyczne złóż rud Zn i Pb ZŁOŻA STRATOIDALNE W SKAŁACH WĘGLANOWYCH (in. MVT) - Navan (Irlandia),SKARNOWE - Trepca (Kosowo), HYDROTERMALNE ZŁOŻA ŻYŁOWE - Miedzianka,Góry Sowie (Sudety), ZMETAMORFIZOWANE -,Balmat (USA) SEDEX - Red Dog (Alaska) VHMS - Kuroko (Japonia) WIETRZENIOWE - Vazante (Brazylia) ZŁOŻA STRATOIDALNE W SKAŁACH WĘGLANOWYCH (in. metasomatyczno-hydrotermalne, MVT - Mississippi Valley Type): Występują w dolomitach i seriach wapienno-dolomitowych; Mineralizacja pojawia się w horyzontach rudnych Rudy występują w postaci pseudopokładów, poziomych soczew lub wypełnień gniazdowych; Miąższość stref rudonośnych wynosi od kilku do kilkudziesięciu metrów, powierzchnia obszaru zmineralizowanego/złożowego wynosi setki kilometrów kwadratowych Główne minerały kruszcowe: galena, sfaleryt, markasyt, Minerały płonne to głównie dolomit, kalcyt, syderyt, Tekrtury rud: drobno i gruboziarniste minerały, naskorupienia kolomorficzne, minerały rudne stanowiące spoiwo brekcji dolomitowej Przykłady: Złoża doliny Mississippi (Tri state, SE Missouri, Wisconsin) Złoża obszaru śląsko-krakowskiego (Polska)

TYPY GENETYCZNE ZŁÓŻ MIEDZI: 1)Porfirowe- okruszcowanie w kwaśnych i obojętnych skałach magmowych (granity, dioryty) 2) Stratoidalne- okruszcowanie w skałach osadowych (piaskowce, węglany, łupki), 3) Sedex VHMSokruszcowanie w skałach osadowych i/lub wulkanicznych. 4) Likwacyjne- okruszcowanie w zasadowych i ultrazasadowych skałach magmowych (noryty, perydotyty, gabra). 5) Skarnowe- duży udział węglanów, ciała rudne na kontakcie skał węglanowych z intruzją magmową. 6) Hydrotermalne- polimetaliczne żyły kruszcowe w różnych skałach. 7) Karbonatyty- skały magmowe zawierające do 50% węglanów. 8) IOCG- w skałach zmetamorfizowanych, formacjach żelazistych, łupkach, granitach, brekcjach granitowych. Cechy charakterystyczne złóż po rfirowych: - Występowanie w strefach subdukcji,- Olbrzymie zasoby rudy, - Niska zawartość Cu w złożu ( 0,3-0,7%), Mineralizacja kruszcowa jest przestrzennie i genetycznie związana z intruzjami granitoidów, - Są najważniejszym światowym źródłem Cu, Mo, Au, Ag, Sn, - Spotykane są w starych i młodych kontynentalnych pasach orogenicznych oraz w obrębie łuków wyspowych, - Większość powstała w mezozoiku i kenozoiku podczas orogenezy alpejskiej,- Zajmują do kilku kilkometrów kwadratowych powierzchni (0,5 – 4km 2), - Towarzyszy im stosunkowo szeroka strefa przemian okołorudnych, - Dokumentowane nawet do głębokości 1 km,- Ciała rudne mają zazwyczaj charakter rozległych sztokwerków (forma złoża), Strefowość w złożach porfirowych Strefowość dotyczy: - przeobrażeń hydrotermalnych w obrębie zasięgu działania intruzji i roztworów, - rozmieszczenia mineralizacji rudnej i intensywności okruszcowania skał,- form występowania minerałów kruszcowych. Strefowość w pionie: -Strefa wietrzeniowa (oksydacji)-tlenki i wodorotlenki Cu, siarczany Cu, węglany Cu, fosforany Cu, -Strefa cementacji (redukcji)- najbogatsza ruda, chalkozyn, bornit, kowelin, -Strefa łukowania- kwarc, -Strefa złoża pierwotnego- z pirytem i chalkopirytem. Cztery strefy przeobrażeń hydrotermalnych: Potasowa, Fylitowa, Argilityzacji, Propilityzacji. Cechy charakterystyczne złóż złóż rud Cu - Wstępują w utworach typu platformowego,Okruszcowanie jest młodsze od skał, w których się znajduje (epigenetyczne)- Mineralizacja związana jest z roztworami hydrotermalnymi,- Forma złóż: pseudopokłady, soczewy, gniazda, kieszenie, duży zasięg (tysiące km 2),Zawartość Cu 1-1,5% i wyższe,- Główne minerały kruszcowe: siarczki miedzi, galena, sfaleryt, - Inne minerały: siarkosole miedzi, piryt, markasyt, Ci-Co minerały, złoto, minerały Ag, Pt-Pd,- Możliwe domieszki: Ag, Co, Au, Ni, Mo, Re, U,- Przykładowe złoża: Afryka-Copper Belt, Polska- Monoklina Przedsudecka (KGHM), niecka północnosudecka (Stare Zagłębie Miedziowe).

Złoża SEDEX: - SEDEX dotyczy siarczków utworzonych w basenach sedymentacyjnych przy udziale kanałowych, hydrotermalnych roztworów dna oceanicznego,- Geotechniczne środowiska powstawania są różne (ryft oceaniczny, struktury zrębowe ryftu oceanicznego, ryft kontynentalny, strefy subdukcji), - łączy je rozwój zjawisk magmowych w obrębie zbiornika sedymentacyjnego, Forma złóż: pseudopokłady, rudy masywne, soczewy, gniazd, mineralizacja rozproszona, sztokwerk, - Metale w złożach: Cu, Zn, Pb, Au, Ag, Ba, Ni, Mo, Re, Pt, Pd,- Minerały rudne: siarczki (chalkopiryt, piryt), siarczany (baryt),- Zawartość Cu – 1,5%, - Przykłady złóż: Kuroko, Bakar-ta, Wieszciszowice. Złoża likwacyjne: - Jedne z najważniejszych złóż na świecie, bardzo dochodowe ze względu na zawartość nie tylko Cu, ale także Ni i PGE, - Tworzą się poprzez akumulacje niemieszalnych stopów siarczkowych odmieszanych z magmy, związane są z komatytami (skały ultramaficzne, głównie archaiczne),- Tworzą się w obrębie pióropuszy płaszcza oraz na granicach kratonów, - Związane są przestrzennie z systemami uskokowymi o dużym zasięgu wgłębnym, - Złoża Cu i Ni (średnia zawartość 1-3%), - Bardzo bogate rudy Cu (nawet do 30%),- Współwystępowanie z zasadowymi lub ultrazasadowymi intruzjami, - Asocjacja siarczkowa: chalkopiryt, pirotyn, pentalandyt, Domieszki Co, Au, PGE, - Przykłady złóż: Sudbury (Kanada), Norylsk Tałnach (Rosja) Rejony występowania rud miedzi w Polsce: 1) Monoklina przedsudecka- kop. Lubin, kop. Polkowice-Sieroszowice, kop. Rudna, złoża: Rudna, Sieroszowice, Polkowice, Lubin-Małomice, Głogów 2) Peryklina Żar 3)Niecka północnosudecka- niecka bolesławska, niecka złotoryjska, stare zagłębie miedziowe, kop. Lena, kop. Konrad, kop. Nowy Kościół, 4) Niecka śródsudecka- Nowa Ruda, Okrzeszyn 5) NE obrzeże GZW- złoże Myszków, 6) Góry Świętokrzyskie – Miedzianka, Stara Góra, Wieściszowice, Czarnów 7) Sudety- Miedzianka, Stara Góra, Wieściszowice, Czarnów, 8) Tatry- Dolina Lejowa, Ornak, Dolina Kościeliska...