Geoekonomika zloz.doc

GEOLOGIA I EKONOMIKA ZŁÓŻ

WYKŁAD I - 12.10.2010

1.       Historia geologii złóż, rozwiązanie wielu kwestii, m.in. wyjaśnienie genezy rud cynku i ołowiu w niecce bytomskiej.

2.       Kopaliny użyteczne - to te składniki litosfery, które mogą być przydatne dla rozwoju cywilizacji ludzkiej. Praktycznie każdy fragment litosfery może być w danym czasie użyteczny dla człowieka (np. krzemienie dla człowieka prahistorycznego, bloki skalne w późniejszych epokach).

3.       Surowce mineralne z kolei to taka część kopaliny, która zostanie już odspojona od litosfery i wstępnie przygotowana dla odbiorcy. Przykład - żwir w żwirowni jest kopaliną użyteczną, ale wjechanie koparką i usypanie z niego sterty w innym miejscu żwirowni - taka część jest już surowcem mineralnym.

4.       Złoże to nagromadzenie kopaliny użytecznej, którego eksploatacja przynosi korzyści ekonomiczne lub społeczne.

5.       To, co niegdyś nie było uznawane za złoże, dzisiaj może już za nie zostać uznane, ze względu np. na rozwój technologiczny i zapotrzebowanie na dane złoże. To samo może dziać się w drugą stronę.

6.       Jeżeli wystąpienie kopaliny użytecznej nie ma charakteru złoża, to mówimy po prostu o wystąpieniu.

7.       Złoża mogą prezentować różne typy:

·         jeżeli chodzi o zasoby, to mówimy o zasobach wielkich, dużych, średnich i małych, w zależności od wielkości wydobycia i długości wydobycia. 

·         Typy prezentowane z punktu widzenia stratygraficznego, czyli decyduje tu różnica wieku

·         Typy prezentowane z punktu widzenia geotektonicznego, np. złoża związane ze skałami magmowymi, osadowymi.

9.       Złoża mogą mieć budowę:

·         złóż warstwowych (rys. 1)

·         złóż soczewkowych (rys. 2)

·         złóż diapirowych (rys. 3) - np. w skałach osadowych

·         złóż żyłowych (rys. 4)

·         złóż szlirowych (rys. 5) - w skałach magmowych

·         złóż sztokwerkowych (rys. 6)

·         złóż kominowych (rys. 7) - w skałach wulkanicznych

·         złóż gniazdowych (rys. 8)

10.   Klasyfikacja złóż kopalin użytkowych:

1.       Klasyfikacja genetyczna - jest najbardziej uzasadniona, najbardziej geologiczna, uwzględnia bowiem sposób powstawania złoża: w procesach magmowych intruzywnych i eksplozywnych, pomagmowych, np. hydrotermalnych, sedymentacyjnych i metamorficznych, jednak tracimy informację na temat użyteczności:

·         złoża magmowe:

◦          magmowe główne

▪          krystalizacyjne

◦          pomagmowe

▪          pegmatytowe

▪          pneumatolityczne

▪          hydrotermalne

◦          wulkaniczne

▪          efuzywne

▪          piroklastyczne

▪          ekshalacyjne

·         złoża osadowe:

◦          wietrzeniowe

▪          eluwialne

▪          rezydualne

◦          osadowe właściwe (depozycyjne)

▪          mechaniczne

▪          chemiczne (ewaporacyjne)

◦          osadowe biogeniczne

·         złoża metamorficzne

2.       Klasyfikacja użyteczności (w tym momencie tracimy informację na temat genezy złoża):

              A. Surowce mineralne:

·         surowce energetyczne:

◦          grupa węgla

▪          węgiel kamienny

▪          węgiel brunatny

▪          torf

▪          łupki palne

◦          grupa bituminów

▪          ropa naftowa i jej pochodne (np. asfalt)

▪          gaz ziemny

▪          łupki bitumiczne (tzw. „gaz łupkowy”)

·         surowce metaliczne (rudy):

◦          grupa żelaza

▪          żelazo

▪          mangan

▪          chrom

▪          nikiel

▪          wolfram

▪          molibden

▪          wanad

◦          grupa metali nieżelaznych

▪          rudy cynku

▪          rudy miedzi

▪          rudy ołowiu

▪          rudy cyny

▪          rudy antymonu

▪          rudy arsenu

▪          rudy rtęci

◦          grupa metali szlachetnych

▪          platyna

▪          złoto

▪          srebro

◦          grupa metali lekkich

▪          rudy glinu

▪          rudy magnezu

▪          rudy berylu

◦          grupa pierwiastków promieniotwórczych

▪          uran

▪          rad

WSZELKIE PONIŻSZE DO B. ZALICZANE SĄ DO SUROWCÓW NIEMETALICZNYCH

·         surowce chemiczne:

◦          sól

◦          saletra

◦          fosforyt

◦          gips

◦          baryt

·         surowce ceramiczne:

◦          margle

◦          dolomity

◦          wapienie

◦          magnezyt

◦          gliny ceramiczne (kaolinowe)

◦          piaski szklarskie

·         surowce różnorodne:

◦          kreda

◦          materiały izolacyjne

◦          mika

◦          azbest

◦          materiały ścierne (korundy, diamenty)

·         kamienie szlachetne (teraz raczej używa się określenia: ozdobne):

              B. Surowce skalne.

WYKŁAD II – 19.11.2010

1.       Złoża magmowe (intruzywne):

1.       Likwacyjne

2.       Krystalizacyjne – tworzą się w trakcie krystalizacji magmy, tutaj rolę odgrywa punkt topliwości

Do obydwu tych grup należą: siarczkowe rudy miedzi i niklu, rudy tytanomagnetytowe, rudy magnetytowe z apatytem, rudy platynowców.

Najczęściej złoża intruzywne związane są ze skałami zasadowymi oraz ultrazasadowymi.

Rudy te mają najczęściej formy sztokwerkowe (czyli minerały rudne są rozproszone w tle skalnym) albo budowę szlirową (czyli minerały rudne są rozmieszczone w formie większych skupień w skale macierzystej). Szliry mogą mieć wygląd soczewek mających kilkaset metrów długości i kilkadziesiąt grubości; szliry takie występują na Mazurach. 

Skład mineralny rud: pirotyn, chalkopiryt, magnetyt, tytanomagnetyt, chromit, platyna rodzima, apatyt.

Złoża te występują zazwyczaj w skałach starych, krystalicznych, np. z platformy wschodnioeuropejskiej (Krzywy Róg na Ukrainie, Skandynawia, Mazury).

W północno-wschodniej części Suwałk, na głębokości ok. 600 m występuje znaczne nagromadzenie rud tytanomgnetytowych oraz ilmenitowych w anortozytach, pod pokrywą osadową, w formach właśnie szlirów albo sztokwerków. Utwory te zostały odkryte w latach 70-tych XX wieku, w połowie lat 80-tych została wykonana dokumentacja geologiczna złóż. Wielkie w tym zasługi prof. Wacława Ryki, który ocenił i określił zasoby złoża, które okazało się nadające do eksploatacji. Wydobycia jednak nie podjęto ze względów środowiskowych (patrz: wykład II GRP), ponieważ z wydobyciem wiązałoby się wiercenie wielu szybów, odwodnienie oraz tworzenie hałd.

Unikatowe w Polsce są złoża chromitu w masywie Ślęży w miejscowości Tąpadka. Innymi złożami tego typu są złoża niklu pozyskiwane z serpentynitów z masywu Szklary na przedpolu Sudetów, w rejonie Ząbkowic Śląskich (droga Wrocław-Kłodzko).

„Złoże jest rozpoznane w sposób pełny dopiero wtedy, gdy jest wyeksploatowane”.

WYKŁAD III - 26.10.2010

8.       Złoża pegmatytowe, powstałe w procesach pomagmowych w dwóch fazach:

1.       pneumatolitycznej, o temperaturach 400 - 600 oC

2.       hydrotermalnej, w temperaturach < 400 oC, z udziałem wody

·         Pegmatyt to skała wielko- i grubo krystaliczna, tworzą dajki (zatem forma głównie żyłowa), soczewy i gniazda w obrębie skał magmowych lub w ich otoczeniu. (rys.1)

Skład mineralogiczny: taki jak skała magmowa z której powstały i w której mogą występować - wtedy są to pegmatyty proste; mogą też być bardziej zróżnicowane, często bogatsze mineralogicznie od skał, w których występują - wtedy nazywamy je pegmatytami złożonymi.

Pod względem nasycenia krzemionką pegmatyty mogą być tak samo nasycone jak skały otoczenia oraz mogą mieć mniejszą zawartość krzemionki od skał otoczenia, wtedy są pegmatytami desylifikowanymi.

Pegmatyty stanowią doskonałe medium do pozyskiwania kopalin, ale również służą zbieraczom kolekcjonerskim i mineralogom.

Jednym z miejsc wielkiego występowania pegmatytów jest Ural. Słynnym badaczem tych pegmatytów był Żyd rosyjskiego pochodzenia, Fersmann.

Zasięg pegmatytów w skałach krystalicznych jest do 2-3 km, natomiast w skałach otaczających (osadowych) jest to około kilkaset metrów.

Pegmatyty mogą być, z punktu widzenia ich składu mineralnego i chemicznego, mogą być dostarczycielami licznych pierwiastków, np. kasyteryt, molibdenit, wolframit, chalkopiryt, złoto rodzime, cyrkon, beryl, turmalin, apatyt, granat; jak również pozyskuje się z nich skalenie, kwarc i łyszczyki (duże blaszki muskowitu, biotytu).

·         Drugą ważną grupą (w obrębie złóż pegmatytowych) są aplity. Są drobnokrystaliczne, są najczęściej pozbawione minerałów ciemnych. Z punktu mineralogicznego są zdecydowanie mniej atrakcyjne od pegmatytów, ale występują równie często. Często występują w granitach napisowych.

·         Złoża karbonatytowe - jest to wystąpienie skał węglanowych pochodzenia magmowego. Można o nich mówić też w skrócie „wapienie magmowe”. Są to skały ultrazasadowe. Tworzą różne formy, z których najbardziej charakterstyczne to formy kominów wulkanicznych w skałach ultrazasadowych. Taki komin wulkaniczny jest wypełniony brekcja tworzącą karbonatyty i spojony substancją węglanową. Jest to jakoby wielofazowe tworzenie się wypełnienia kominu wulkanicznego (rys.2).

Główne minerały: kalcyt, dolomit, syderyt. Ich wartość z punktu widzenia złożowego polega na tym, że w strukturach węglanów występują pierwiastki ziem rzadkich (niob, tantal, cyrkon, tor, bar, fluor). Karbonatyty nie są istotne z punktu widzenia pozyskiwania węglanu wapnia, lecz ich wartość zasadnicza polega na obecności właśnie ziem rzadkich.

...