DSC06516

Rozdział 9

Geneza i występowanie rozsypiskowych złóż

MINERAŁÓW CIĘŻKICH

Metalonośne złoża minerałów ciężkich eksploatowane są na wybrzeżach morskich już od ponad stu lat. Piaski metalonośne są głównym źródłem zaspokajania potrzeb przemysłu na cyrkon (Zr), tytan (Ti) czy cynę (Sn), wolfram (W) i w mniejszym stopniu chrom (Cr). Znaczący jest również ich udział w produkcji światowej złota (Au), platyny (Pt) oraz żelaza (Fe).

Złoża rozsypiskowe powstają w procesach koncentracji minerałów użytecznych w osadach okruchowych. Minerały i okruchy skał, będące produktem wietrzenia fizycznego i chemicznego, transportowane są do morza przez rzeki oraz wiatr. Tworzą one w piaskach skupienia minerałów ciężkich. Procesy powstawania złóż rozsypiskowych w morzach polegają na selektywnym wzbogacaniu składników osadów (wg wielkości, gęstości i kształtu ziam), ich ścieraniu i obtaczaniu w zależności od odporności mechanicznej i chemicznej minerałów, głównie pod wpływem czynników hydrodynamicznych (falowania i prądów) [Kot-liński, 1984]. Lądowe złoża rozsypiskowe dzieli się na: eluwialne, deluwialne, proluwialne, alu-wialno-mierzejowe, lateralne. glacjalne i eoliczne [Smimow, 1986]. W rozdziale tym zajmiemy się omówieniem rozsypiskowych złóż morskich. Często mówi się o nich jako o złożach plażowych, przybrzeżnolądowych („on shore”) bądź też przy-brzeźnomorskich („off shore”). Dodatkowymi kryteriami, pozwalającymi na klasyfikowanie tych złóż, jest ich wiek (współczesne i kopalne), warunki występowania (odsłonięte i pogrzebane), skład (mono- i poi i mineralne) [Gruszczyk, 1984]. W złożach rozsypiskowych gromadzą się z reguły te minerały, które charakteryzują się dużą gęstością i znaczną odpornością na niszczenie mechaniczne, a więc przede wszystkim złoto (Au - gęstość 15,0-19,3 g/cm³), platyna (Pt - 14.0-19.0 g/cm³), cynober (HgS - 8,10 g/cm³), kolumbil [(Fe,Mn)(NbTa)₂06 - 5,2-7,9 g/cm³], wolframit (FeMn)W0₄ - 7,2-7,7 g/cm³), kasyteryt (Sn0₂

-    6,8-7,1 g/cm³), szelit (CaW0₄ — 5,9-6,1 g/cm³), monacyt (CeP0₄ — 5,0—5,3 g/cm³), magnetyt (Fe₃0₄ - 5,2 g/cm³), ilmenit (FeTi0₃ - 4,7 g/cm³), cyrkon (ZrSi0₄ - 4,7 g/cm³), rutyl (Ti0₂

-    4,2-4,3 g/cm³) i in.

Procesy wietrzenia skał macierzystych przebiegają z różną intensywnością, jednakże można stwierdzić, że złoża rozsypiskowe tworzą się współcześnie, a więc są w pewnym sensie złożami odnawialnymi. Jeśli skała macierzysta zawiera w swym składzie składniki użyteczne, to w procesach jej niszczenia, a następnie transportu tych składników, dochodzi ponownie do ich akumulacji. Pierwotnym źródłem składników użytecznych, występujących w złożach rozsypiskowych, mogą być: macierzyste złoża kopalin, minerały akceso-ryczne występujące w skałach bądź też kopalne złoża rozsypiskowe. Z niszczenia złóż macierzystych powstają rozsypiskowe złoża złota, platyny, kasyterytu, sfalerytu, wolframitu, szelitu, kolum-bitu czy cynobru. Koncentracje składników ak-cesorycznych w takich skałach, jak bazalty, an-dezyty czy skały metamorficzne (bazyty, czamo-kity, noryty, anortozyty) są źródłem monacytu, ilmenitu, rutylu, cyrkonu, magnetytu [Smimow. 1984; Dimow i in., 1990]. Ważnym czynnikiem formowania rozsypisk jest dostawa do morza z otaczających lądów dużych ilości materiału osadowego oraz długi czas przemieszczania materiału w strefie przybrzeżnej. Przykładowo, formowanie rozsypisk ilmenitu, rutylu i monacytu związane jest ze skałami prekambryjskimi i paleozoicznyini. których składniki transportowane są do morza przez rzeki (złoża Indii, wschodniej Australii. Stanów Zjednoczonych - Floryda). Z kolei złoża Alaski czy Morza Bałtyckiego są produktem rozmywania osadów lodowcowych. Natomiast w zło-