Pierwiastki litosfery: tlen, krzem, żelazo, magnez, wapń, sód, potas, glin. Stanowią ponad 90% litosfery. Każdego jest więcej niż 1%

Zawartość pierwiastków litosferze wyrażamy:

- w procentach [%]

- w clarkach [g / tona]

Złoże - naturalne nagromadzenie kopaliny w skorupie ziemskiej pomiędzy dwoma płaszczyznami stropu i spągu.

Minerał - faza krystaliczna, która powstała w wyniku procesów geologicznych i kosmologicznych

Ruda - minerały metali zwane minerałami rudnymi lub kruszconośne.

Metale w przyrodzie występują w postaci minerałów, odzyskujemy je z rud.

W postaci rodzimej wyst. metale:

a) metale szlachetne

- złoto (Au)

- srebro (Ag)

- platyna + grupa platynowców (Pt + Pd)

b) inne

- arsen (As)

- antymon (Sb)

- bizmut (Bi)

- rtęć (Hg)

W formie rodzimej występują, ale w bardzo niewielkich ilościach:

- miedż (Cu)

- żelazo (Fe)

Nazewnictwo rud metali:

a) rudy siarczkowe

- kowelin (CuS)

- kaldonit (Cu₂S)

- halkopiryt (CuFeS₂)

- bornit (Cu₅FeS₄)

b) rudy tlenowe

- hematytowe (Fe₂O₃)

- magnetytowe (Fe₃O₄)

c) rudy węglanowe

- syderytowa(FeCO₃)

Kryteria jakości rud:

- zawartość % żelaza

- skład mineralny rudy

k - współ. Zasadowości

k<0,7 - to są rudy kwaśne

0,7 - 1,1 - samotopliwe

k>1,1 - zasadowe

Ważna jest zawartość sodu, potasu i siarki. Proces wzbogacania dobieramy go tak , aby odzyskać jak najwięcej minerałów kruszcowych.

- domieszki szkodliwe:

siarka (kruchość stali), fosfor, cynk, ołów, tytan (żle wpływa na piece, trudno się go pozbyć).

- domieszki korzystne:

nikiel, mangan, kobalt.

- struktura - sposób wykształcenia poszczególnych minerałów

- tekstura - sposób ułożenia minerałów względem siebie.

Żelazo

Złoża żelaza w Polsce:

- Góry Świętokrzyskie (rudy darniowe, złoża jurajskie, osadowe)

- koło Częstochowy (złoża osadowe) -

- wał Kujawsko - Pomorski

- w Tatrach

- Dolny Śląsk (Sudety są tu skały magmowe i metamorficzne.

- Kowary (magmowe)

- Kotlina Kłodzka (magmowe)

Częstochowa - są to złoża nie eksploatowane.Wiek złoża (dogger): jura środkowa. Geneza:złoże osadowe - morskie. Powierzchnia 1000 km². Miąższość w serii rudonośnej 200 km. W kierunku południowym miąższość maleje.Ekspoatowano do głębokości 300 m. Duze złoże. Ruda zasadowa.Zawartość Fe tylko 30%. Charakterystyka złoża: zapada na północny - wschód pod kątem 2%, piaskowce, 3 pokłady syderytu ilastego i sferosyderyty,

Dolny pokład (ciągły) ilasty był eksploatowany.

Eksploatowano rudy zasadowe: rudy miękkie (20% Fe), rudy twarde (31%).

Skład mineralny rudy: syderyt (ok. 50%), przemiany Fe, hematyty, minerały ilaste.

Górny pokład: był nie ciągły, zmienna zaw. Fe.

Pokład środkowy: ciągły, różna zaw. Fe.

Łęczyca - złoże w wieku jurajskiego, osadowe - morskie, mniejsze zasoby i ilości Fe. Ekspl. 6 pokładów: trzy pokłady muszlowa syderytowego (skała organogeniczna, mało zasadowa, łączna miąższość 1,5 m, 14% Fe), 3 pokłady syderytu ilastego (miąższość 0,5 m, 25% Fe).

Krzemionka - pół - wsch. część Polski, masyw Suwalski, zbudowana z utworów prekambryjskich: granity, gnejsy i granitognejsy. W dolnym proterozoiku utworzyły się skały magmowe (skały ultrazasadowe i zasadowe: noryty i anortozyty.) Powierzchnia 350 km². Trzy miejsca wzbogacenia: Krzemionka, Jeleniewo, Udry. Nachylenie 45st. Długość po upadzie do 1000 m. Równoległe ułożenie. Miąższ 100 m.

Skład mineralny rudy:

a) tlenki: tytanomagnetyty [mieszanka wielu minerałów: magnetyt (Fe₃O₄), ilmenit (FeTiO3), ulvit (Fe₂TiO₄)], hemoilmenity [

Złoże żelaza w Świecie:

- Kiruna (magmowe)

- Krzywy Róg na Ukrainie

- Kurska anomalia magnetyczna (Rosja)

- Ameryka Południowa (Brazylia)

Typy genetyczne rud żelaza:

1) Złoża zmetamorfizowane - najważniejsze złoża rud żelaza: Kurska anomalia magnetyczna (do 60%),Krzywy Róg (30- 40%),Brazylia (czworobok)

Są to duże złoża leżące płytko, ekspl. odkrywkowo, duża zawartość żelaza

Charakteryzuje się warstewkami BJF (przewarstwienia). Dają 70% światowej produkcji.

2) Złoża osadowe:

-ok. 8% światowej produkcji,

-6% zasoby.

Występują głownie we Francji, Niemczech, Anglii.

W Polsce rudą w tych złożach są syderyty ilaste i czasami sferosyderyty (typ jurajski)

3) Złoża magmowe

- Kiruna w Szwecji

- Rosja

- Krzemianka (Polska)

Minerały żelaza:

1) Magnetyt (Fe₃O₄)

ma 72% żelaza, czarny, brunatny, ciężki, masywny, właściwości magnetyczne, rysa czarna lub brunatna. Występują w: złoża magmowe, zmetarmorfizowane, okruchowe. Podstawowy minerał jeśli chodzi o przemysłowe właściwości.

2) Hematyt (Fe₂O₃)

-Hematyt złoża osadowe - ma 70% Fe, wiśniowa barwa, rysa wiśniowa,ze złóż osadowych (egzogeniczne złoża), nie ma połysku (bezpostaciowy),

- Hematyt złoża magmowe - barwa prawie czarna, metaliczny połysk, wiśniowa rysa, nazywany „Błyszcz żelaza” (brudzi ręce, srebrzyste drobinki, skała otaczająca to kwarc

3) Goethyt (FeOOH)

60% żelaza, są składnikami rud utlenionych, limonit - ruda żelaza mieszanina wodorotlenku Fe + skały płone, występuje goethyt w formie krystalicznej.

4) Syderyt (FeCO₃)

w zależności w jakich warunkach powstaje, różnie wygląda. 50% Fe.

- ze złóż osadowych (typowe) szary, bez połysku, szara rysa, jak z dużą ilością Fe to jest brązowy.

- ze złóż hydrotermalnych - szary, rysa szara lub bezbarwna, połysk krystaliczny.

Cynk i Ołów

Są to złoża polimetaliczne ( tzn. tam gdzie występują wiele metali ).

Miedż, Cyna, Złoto, Srebro : one towarzyszą dla cynku i ołowiu one są zawsze razem.

Typ genetyczny:

1) złoża stratoidalne w skałach węglanowych.

Są przywiązane do konkretnego poziomu stratygraficznego ( czyli są związane ze skałami określonego wieku ), maja warstwową budowę.Są w Polsce i USA.

2) złoża sedex

Złoża sedymentacyjno - ekshalacyjne ( tzn.złoża związane z wylewami morskimi - wulkanizm morski ). Występują na wyspie syberyjskiej.

3) zmetamorfizowane- w USA (balmat), Australia.

Minerały Cynku:

1) ZnO - Cynklit.

Mają różne kolory. W przyrodzie są bardzo rzadko spotykane bo aby powstały jest potrzebna wysoka temp. Mają znaczenie przemyśle.

2) ZnS -
- sfoleryt

- wyrcyt

3) ZnCO₃ - smitsonit

Minerały ołowiu:

PbO - glejta

PbS - galena

Ołowiano - szara, rysa czarna, połysk metaliczny, 97% ołowiu, miekka, ciężka.

PbCO₃ - cerysyt

PbCO₄ - anglezy

Galman - utlenione rudy cynku i ołowiu.

Eksploatacja cynku i ołowiu (dawniej):

1) góry świętokrzyskie - typ żyłowy

a) Szczukowickie górki

b) Ołowianka

c) Karczówka

2) dolny Śląsk

a) Czarnów (polimetaliczne)

b) Stara Góra

c)Kletno

3) Niecka północno Sudecka - eksp. złoża miedzi przy nich cynk i ołów.

Aktualne ekspl.:

1) obszar śląsko - krakowski. Czynne kopalnie: Trzebionka, Olkusz, Pomorzany.

2) Trzy Niecki

a) I niecka, więcej ołowiu niż cynku.

b) II niecka bytomska - rudy utlenione i siarczkowe.

c) III niecka chrzanowska - Trzebionka ekspl. się teraz rudy siarczkowe, wcześniej tez utlenione.

45% krajowej produkcji cynku i ołowiu.

3) trzy obszary monoklinowe

a) Olkusz i Pomorzany - 20% , najmłodsza.

Złoża dokumentowe ale nie wydobywane : Klucze, Sikorka, Krzykowa.

b) Zawiercie, Rokito szlacheckie, Rodaki Zawiercie (są tu problemy z wodą i nie ma eksploatacji, złoże jest pod miastem), Siewierz.

Złoża stratoidalne - w skałach węglowych (krakowsko - śląskie).

Mineralizacja kruszcowa jest młodsza od skał w których się znajduje. W czasie osadzania się skał wytrąciły się dolomity cynkowe. Powstały przez to że część wapienia w dolomicie zostały zastąpione cynkiem. Nie jest to złoże osadowe bo mineralizacja jest epigenetyczna w stosunku do skał , w których się znajduje. W wyniku metasomatozy wczesnogenetycznej wapienie zostały zmienione w dolomity.

Gdy wapienie przechodziły w dolomity zmniejszała się objętość skał.Płynąc omijały gęste skały i dlatego ich nie ma w warstwie gogolińskiej. W strefach przejściowych są szczególne wzbogacenia w cynk i ołów. Tektonika ma znaczenie w znajdowaniu się bardzo bogatych ród.

Skład min. Rud i rodzaje:

1)siarczkowe: w skład wchodzą siarczki, sfaleryt, galena, wurcyt, piryt, markasyt oraz min Płone

2)galmany: odzyskuje się srebro.

Miedż

Typy genetyczne złóż rud miedzi:

1)Złoża porfirowe - są ważne bo są duże zasoby, eksploatuje się je odkrywkowo

2)stratoidealne - ale w skałach osadowych(Zair, Zambia)

3)sedexy

Minerały miedzi:

1)siarczki

Cu-miedż rodzima

CuO-tenoryt

Cu2O-kupryt

Występują w strefach utlenienia i bardzo często razem.

CuS- kowelin - granatowy rysa czarna 60% Cu

Cu2S- chalkozyn - srebrzysty, miękki, rysa czarna, połysk świecący, 80% Cu, ma domieszkę do 1% Ag

CuFeS2- chalkopiryt- żółto zielony, 30% Cu

Cu5FeS4- bornit- fioletowy , różowy, czarna rysa, 30% Ag, gł.ównym źródłem Ag u nas jest bornit

Malachit- zielony

Lazuryt- niebieski

Eksploatacja miedzi w Polsce:

1)Góry Świętokrzyskie- Miedzianka i Miedziana Góra (typ żyłowy)

2)Tatry - Dolina Kościeliska, Dolina Starorobociańska, Dolina Hala Ornat

3)Dolny Śląsk

4)Niecka ŚrudSudecka-Okrzeszyn, Nowa Ruda (złoże porfirowe)

5)Niecka półn.-sudecka- odkryte w latach 30-tych., typ genetyczny stratoidealne w skałach osadowych, wiek perm, mineralizacja syngenetyczna, mineralizacja jest młodsza od skał otaczających

6)Niecka Złotoryi - bogate okruszcowanie zawartość miedzi do 0,6% 2 m miąższość

(Lena, Nowy Kościół)

7)Niecka bolesławiecka (grodziecka) - 1,.5 m miąższość 1,2 Cu, 60 g srebra na 1 tonę rudy (Konrad, Grodziec, Lubicków)

8)Monoklina przedsudecka - 600 km2 część złożowa zaczyna się od 400- 1400 m, na 600 m to dobre rudy

a) obszar Lubina najwcześniej ekspl. teraz są 3 kopalnie:Miedzi, 1.8%, 2 - 3 metry miąższości.

b) Rudna, kopalnie 2, 2% Cu, 7 metrów miąższości, najczęściej okruszcowane łupki i piaskowce

c) Polkowice - Sieroszowice okruszcownie w węglanach węglanach łupkach 3 metry miąższość ok. 2% Cu

Typy rud:

Łupkowe - najlepsze, duża zawartość Cu i innych metali Au, Ag, Ni, CO, żle się wzbogaca , w łupku mamy 20% Cu

Piaskowce - dobra zawartość Cu, najlepiej się wzbogaca, 50% zasobu Cu

Węglanowa - 30% zasobu Cu,

Siarka

Złoża siarki (rodzimej, elementarnej)

- gipsy i anhydryty(siarczany)

- rudy metali

- złoże pirytów

- wody zmineralizowane

odzysk siarki z ropy naftowej i gazu ziemnego

- uzyskujemy b.czystą siarke

Geneza złóż siarki

- powyżej 100mln ton- to duże złoża siarki

Polska, Irak, USA

Złoża wulkaniczne siarki: endogeniczne. są zazwyczaj małe o małej zasobności blisko wulkanów( szybko się utleniają)

Złoża egzogeniczne siarki.

-złoża bioepigenetyczne (ponad 90%)

* luizjański

* sycylijski

złoża siarki w seriach gipsowych -typ sycylijski

Uwalniana jest siarka na skutek reakcji, wtedy gipsy przechodzą w wapienie. Mamy tu zmniejszenie objętości skał (wapienie są z porami, szczelinami ). W tych otworach osadza się siarka.

Wiek złoża siarki

Złoża mioceńskie

Eksploatow. odkrywkowo i otwor.

Aby otwor. ekspl. miąższość nadkładu 50-60m oraz zwięzłość nadkładu(bez porów)

Maków Piaseczno - siarka ekip. otwor.

Odkryw. Eksploatacja:

- droga

- szkodliwość środ.

- trzeba czyścić siarke

- można uzyskać skały otaczające

Charakterystyka złóż siarki

Przyjmujemy rozciągłość złóż: wschód-zachód

Dł. Kilkanaście km

Szer. Kilka km

Złoża zmniejszają się w kierunku wschód, do gł.250 km.

Srednia miąższość to 15km

Średnia zawartość s to 25%

Wapienie ponad 80% eksploatowanych skał siarkonośnych.

Rocznie produkujemy ponad 1mln ton s. Zasoby to 500mln ton.

Sól

Produkcja ze złóż wysadów solnych. W Polsce mamy 3 formacje solonośne.

1 ) mioceńskie na południu Polski

2 ) triasowe

-złoża na Kujawach i Monoklinie Przedsudeckiej

- eksploat. Przede wszystkim we Francji

3 ) Permska

Minerały Soli:

NaCl - Halit

KCl - sylwin

- Karmalit

polihalit(siarczan magnezu potasu i wapnia)

Perm:

Dzielimy wg. Formy

*złoża w formie wysadów solnych

Mogilno

Góra

Kłodawa- eksploatuje sie

Inowrocław

50 miliardów ton soli - zasobność

sól jest wyciskana, bo występuje szczelina, sól jest plastyczna. W przypadku wysadów solnych mówimy o złożach soli permskiej.

Elementy wysadów solnych:

- zwierciadło solne

- czapa ilasto-gipsowa

Kłodawa największe złoże

25km - dł

6-7km - szer.

150-350m głębokości występuje zwierciadło solne

Czapa od 100-150m miąższości

500mln ton - NaCl

70mln ton - sól potasowa

Złoża pokładowe

Sieroszowice - ekspl.

Nowa Sół, Głogów-udukumentowane

Północna Polska

Chłapowo, Swarzewo, Mieroszyno, Zdrada-sole potasowe

MIOCEN

Od zach. Rybnik, Żory, Orzesze,Zarycz, Wieliczka, Bochnia, Moszczenica- nie eksploatow.

Wojnicz- udokumentowana

Węgiel brunatny i kamienny

Źródła energii

- gaz

- ropa naftowa

- pierwiastki

- hydraty metanowe

Jak powstaje węgiel? Z materiałów bogatych celuloze. Przy procesach gnicia, butwienia. Woski-sapropolowe elementy stałe nie ulegające przemianie liptobiolity-np. bursztyn. Substancje gnilne są wyjściowe dla bitumitów i sapropelowe. W wyniku procesów gdzie dużo celulozy powstają torfy i węgle humusowe. Nie ma samodzielnych tych złóż. Z szeregu humusowego węgle mają największe znaczenie.

Jak dzielą się węgle humusowe(litotypy):

1) witryn - węgiel błyszczący, najwięcej najwięcej złożach ekip. ok 50^o nie duże ciepło spalania.

2) Klaryn - wyższe ciepło spalania, więcej popiołu, pół świecący, 20% w złożach

3)Duryn - matowy 30% w złożach, sporo wilgoci, wysokie ciepło spalania

4)Fuzyn - żadki węgiel, w złożach stanowi ułamek% , bardzo miękki, stanowi soczewki

W jakich warunkach tworzą się węgle humusowe?

- torf

- węgiel brunatny

- węg. kamienny

- antracyt

Węgle humusowe

- Torf

łatwy do odróżnienia, ma dużo wody, wysuszony jest b.lekki - żółty, mokry zachowuje się jak gąbka - czarny. Bardziej używa się go jako surowiec chemiczny i budowlany.

Węgiel brunatny

Mamy kilka odmian, mniej lub bardziej węglowe. Barwa brunatna, ma strukture drewna.

Bardzo węglowe brunatne podobne są do mało węglowego kamiennego. Im więcej wody tym gorsze paliwo. Barwa żółto-brązowa do brunatno-czarnej.

NaOH, HNO₃ - robimy roztwór węgla w tych substancjach: roztwór węg. brunatnego nam się zabarwi a kamiennego nie.

1. Geosynklinalnych czy platformy?

Platformy - tworzą się na niewielkich głębokościach. Mają kilkanaście rzadziej kilkadziesiąt pokładów. Wiek tworzenia - trzeciorzęd. Mniej w geosynklinach.

Linotypy węgla brunatnego:

1) miękkie

- ksylitowe - lekkie, brązowe- widać kawałki drewna

- ksylitowo-ziemiste

- ziemiste

2) twarde

- matowe

- błyszczące

Złoża węgla brunatnego brunatnego w Polsce.

3-rzed, miocen

u nas 9 poziomów. Dwa mają znaczenie przemysłowe

I środkowopolskie (górny miocen)

II ścinawskie (środkowy miocen)

Pokłady węgla

Osady miocenu lądowego - tu jeszcze mamy węgiel

Obszary węgla brunat.

1) zachodni- jedno eksp. złoże. Sieniawa (jedyne złoże ekip. podziemnie)

Typy morfologiczne złóż węgla brunatnego:

- tektoniczne

- pokładowe

- soczewkowe

- zafałdowane lodowotektoniczne

- w czapach wysadów solnych

- reliktowe

2) południowo- zachodni - Turoszów, Balbina, Henryk.

Ruszko -Jaroszów - przy ekip. glinu ekip. się węgle jak się na nie natrafi.

Balbina-Mosty -zafał.

Ścinawa- pokładowe

Turoszów- tektoniczne

3) centralny- szereg złóż udokumentowanych.

Konin, Adamów - eksp. Warstwy środkowopolskie soczewowe

Bełchatów - wydobywane

Rogożyno - w czapie wysadu solnego

Bełchatów - eksp. warstw. ścinawskie, tektoniczne, w podłożu kreda,

Warstwy powęglowe

głów. seria węglowa 60m szerokości

seria nadwęglona

cienkie nad główną serią nie eksp.

Węgiel kamienny.

Złoża w obszarach platformowych 65% wydob. Światowego

Obszary geosynklinalne przejściowe tworzące się w zapadliskach przedgórskich lub śród górskich.

Zag. Lubelskie platformowe

Górno i Dolnośląskie

Rozmieszczenie Kopalni wegla kam.

I siodło główne(niecka bytomska)

II rybnicki okręg węglowy

Podział karbonu na serie litostratygraficzne:

- paraliczna dzieli się na 4 ogniwa:

I Pietrzkowickie

II Gruszowskie

III Jaklowieckie

IV Porębskie

- górnośląska seria piaskowcowa:

I siodłowe warstwy

II rudzkie warstwy

- mułowcowa (mułówce i iłowce)

I załęskie

II brzeskie

- krakowska seria piaskowcowa

I łaziskie

II libiąskie

Rybnicki okręg węglowy

a) niecka Jejkowicka do 30% kąt upadu. Dwa systemy uskoku pół-pół, wsch.-zach.

b) niecka chwałowicka do 50% kąt upadu. Uskoki o przebiegu równoleżnikowym.

c) nasunięcie orłowsko-boguszowickie. Upad do 12%

J

T

Perm

K

---