1. Typy złóż węgla kamiennego

Węgle kamienne

Złoża typu geosynklinalnego - olbrzymia miąższość warstw produktywnych, ilość pokładów w setkach,

zaburzona forma

Złoża typu przejściowego - część basenu typu geosynklinalnego, część platformowego, średnia miąższość

i rozprzestrzenienie

Złoża typu platformowego - charakteryzują się obecnością kilkunastu pokładów, stała miąższość

Basenów węglonośnych jest dużo: RPA, Chiny, Australia, USA.

Litotypy węgli:

• witryn - węgiel błyszczący, odznacza się silnym połyskiem i małą twardością,

• klaryn - półbłyszczący, nieco twardszy, warstewkowany,

• fuzyn - węgiel włóknisty, występuje w postaci małych soczewek o połysku jedwabistym,

• duryn - matowy, twardy, zwięzły, nie wykazuje warstewkowań, ma największą zawartość popiołu.

Pokładom węgla kamiennego towarzyszą niekiedy soczewki syderytów, piryt, iły i łupki ogniotrwałe, iły montmorillonitowe, łupki szlifierskie, łupki bitumiczne, metan.

Górnośląskie Zagłębie Węglowe ma zasoby przemysłowe na poziomie 8000 mln ton, Lubelskie 348 mln ton a Dolnośląskie 3 mln ton.

2. Złoża uranu w niezgodnościach strukturalnych - uncorformity (niezgodność)

Złoża unconformity są złożami o małych rozmiarach lecz zwykle o wysokiej zawartości U (od 0,17 do 12,2%), średnio kilka procent.

Źródłem uranu mogą być skały osadowe (czerwone), uran może również pochodzić z ługowania systemu granitowego. W skałach metamorficznych występuje grafit, który jest doskonałym reduktorem (redukcja redox), innym reduktorem może być żelazo. Średnio wydobywa się 300g uranu na tonę masy skalnej.

Formy złóż: żyły, sztokwerki, gniazda.

Konieczna jest obecność niezgodności strukturalnej, intruzja (np. batolit) granitowy oraz element utleniający (np. regolit) aby mogły powstać złoża typu unconformity.

Występują w granicy lub jego bliskim sąsiedztwie. Mają raczej niewielkie zasoby. Występuje głównie jako smółka uranowa (tlenek uranu).

Zmiany około rudne:

- metasomatoza soodowa

- hematyzacja

- chlorytyzacja

- karbonatyzacja.

Przykład: złoże Cigar Lake (Kanada) - polimetaliczne, zasoby 110 000 ton uranu, U 12,2%, unconformity, piaskowce Athabasca, zmiany hydrotermalne: chlorytyzacja Mg - illit, Fe-Mg-illit. Daje około 30% światowej produkcji uranu, występują na granicy proterozoicznych metamorficznych skał i młodych sekwencji klastycznych. Występują w sąsiedztwie uskoków. Najbardziej znane są złoża kanadyjskie i australijskie.

Złoża takie występują w specyficznych warunkach. Zlokalizowane w strefach uskokowych, strefach spękań i płaszczyznach niezgodności. Ciała złożowe są zwykle otoczone przez strefy zmian hydrotermalnych: chlorytyzację, karbonatyzację i illityzację.

Cechy charakterystyczne

- obecność niezgodności

- obecność starych granitów i skał pelitowych z grafitem

- obecność klastycznych skał w nadkładzie

- obecność uskoków i stref spękań

- monomineralny charakter głównego etapu okruszcowania

- złoża z okruszcowaniem zlokalizowane są w strefie niezgodności i powyżej jej, zaś monomineralne występują w podłożu

- okruszcowanie występuje w strefach silnych zmian hydrotermalnych zawierających ilit, kaolinit, chloryt.

3. Złoże miedzi na Monoklinie Przedsudeckiej

Nie jest to złoże osadowe. Jest to największe nagromadzenie metali kolorowych w Polsce. Jego zasoby są liczone na 200 mln ton. Jest to złoże epigenetyczne.

Występuje na granicy dolnego i górnego permu, w basenie cechsztyńskim. Po podniesieniu paleobloku sudeckiego cechsztyn został zerodowany. Basen cechsztyński zajmuje ok. 56% powierzchni Polski.

Miąższość złoża waha się od kilku do kilkunastu metrów. W części E obszaru złoże przeważa w piaskowcu i łupku, w kierunku W podnosi się i występuje w łupku i dolomitach. Złoże ma charakter pseudopokładów.

Między permem dolnym a górnym znajdują się osady łupka miedzionośnego.

Zbiornik nie był głęboki i nie było możliwe aby taka ilość metali mogła się zgromadzić. Morze nie było zredukowane, bo znajdujemy w nim szczątki ryb i ramienionogów, które potrzebują środowiska natlenionego.

Łupek miedzionośny powstawał bardzo szybko, a siarczków jest zbyt dużo aby mogły powstać w procesach osadowych. Były one najprawdopodobniej przyniesione przez roztwory wodne, a laminy w łupku miedzionośnym powstały, bo jest przepuszczalny i roztwory mogły swobodnie w niego wnikać.

Średnia zawartość Cu w złożu to ok. 2%. Izotopy siarki wskazują, że jest ona pewnie pochodzenia organicznego.

W złożu określono ok. 140 różnych pierwiastków. Metale dostawały się do złoża w kilku cyklach.

Siarka krystalizuje w strefie redukcji, metale szlachetne w strefie przejściowej, a metale kolorowe w utlenionej. Metal dostał się do złoża po diagenezie dolomitów. Łupek jest osadem sedymentacyjnym, ale miedź która się w nim znajduje pochodzi z roztworów hydrotermalnych niskich temperatur.

4. Charakterystyka złóż porfirowych

Złoża porfirowe

Są to złoża blankietowe. Były wydobywane tylko górne pokłady (Cu, Mo, W, Au, Sn)

Obecnie czynne jest około 400 kopalni. Mają związek z utworami hydrotermalnymi. Cykl magmowy kwaśny lub średniokwaśny w strefie subdukcji od strony lądu (tak powstały Kordyliery i Andy).

Ten wulkanizm orogeniczny ma związek z powstawaniem złóż hydrotermalnych typu porfirowego.

Mineralizacja ma miejsce na głębokości 3-7km. Po etapie erozji orogenu powstawały złoża, które można było eksploatować odkrywkowo. Złoża pierwotne są ubogie w miedź.

Złoża porfirowe Cu:

• Grasberg-Ertsberg - Indonezja, Cu 1,04%, zasoby Cu 40,1 Mt, Au (g/Mg) 1,023

• Bringham (Utah) - USA, Cu 0,78%, zasoby 2068 Mt, Au (g/Mg) 0,29

• Cerro Colorado - Panama Cu 0,6%, zasoby 2210, Au (g/Mg) 0,07

Strefa potasowa: (biotyt, ortoklaz, kwarc) - ługowanie Ca i Na

Strefa fylitowa: (kwarc, serycyt, piryt) - ługowanie Mg, Na, Ca

Strefa argilitowa: (Montmorillonit, Illit, Chloryt, Kaolinit) Zaawansowane (Kaolin, Diaspor, Kwarc, Krzemionka, Andaluzyt, Piryt)

Strefa propylityzacji: (chloryt, epidot, kalcyt, anhydryt, ankeryt)

Inne typy złóż porfirowych: Cu-Mo (Myszków); Cu-Au; Au; Mo; W-Mo; Sn.

Złoża porfirowe można podzielić na trzy strefy:

- strefę wietrzeniową: malachit, Goethym, limonity

- strefę cementacji: chalkozyn, kowelin (1-5% Cu)

- strefę złoża pierwotnego: piryt, chalkopiryt (0,3-1,1% Cu).

Złoża te zawierają zwykle domieszki molibdenu, Renu, srebra, złota i arsenu.

Ważniejsze złoża porfirowe Cu-Au: Batu Hijau - Indonezja, Cu 0,52%, zasoby 7,8 Mt, Au (g/Mg) 0,41

Ważniejsze złoża porfirowe Cu-Mo: Sierrita (Arizona) - USA, Cu 0,32%, zasoby 579 Mt, Mo 0,031%

La Canidad - Meksyk, Cu 0,42%, zasoby 1274 Mt, Mo 0,038%

Ważniejsze złoża porfirowe W-Mo: Xingldiena - Chiny, zasoby 78 Mt, W 0,18%, Mo 0,024%

Ważniejsze złoża porfirowe Sn: Cerro-Rico - Boliwia, zasoby 828 Mt, Sn 0,3-0,4%

5. Co wpływa na jakość węgli brunatnych? Typy złóż.

Węgle brunatne

Węgiel miękki - są spotykane na ogół w złożach trzeciorzędowych na obszarach platformowych

Węgiel twardy - cechuje je zwięzłość i barwa z reguły czarna

Kryteria wydobywania węgla brunatnego:

Stosunek
- wyjściowe kryształy decydujące o przemysłowości złoża (1 m pokładu opłaca się eksploatować z głębokości 12 m).

Min miąższość 3m, głębokość zalegania 350 m.

Węgiel brunatny występuje w miocenie na niżu Polskim, jest też triasowy i kredowy. O wartości węgla decyduje wartość opałowa, zawartość alkaliów, zawartość siarki w pirycie i jako siarka siarczanowa (im mniej tym lepiej) oraz zawartość wilgoci (im mniej tym jeszcze lepiej). Wilgoć dla węgli brunatnych jest spora i wynosi kilkanaście procent. Ocenia się spiekalność czyli zdolność przechodzenia w masę plastyczną, która później stygnie dając koks.

• Sieniawa - ekspoatowane jako jedyne metodą podziemną

• Bełchatów - złoże ulokowane w rowie tektonicznym, miocen

Oddzielone wysadem solnym:

- złoże Bełchatów

- złoże Szczerców

Węgle brunatne twarde - ciemnobrunatne do czarnych, bezładna struktura, kruszą się na kawałki, mają zawartość ksylitów (drewno).

• Legnica - Ślinawa - złoże perspektywiczne, przygotowane do eksploatacji.

6. Różnice i podobieństwa pomiędzy młodymi a starymi żyłami złota

Stare żyły złota

Występują na starych skałach metamorficznych od prekambru po trzeciorzęd (formacji zieleńcowej). Czasem ale rzadko występują w amfibolitach.

Są proste w sensie tektonicznym, a ich miąższość dochodzi do 2 m. Zbudowane są z mlecznych kwarców z niewielką ilością siarczków i węglanów. Zawartość złota w takich złożach waha się od kilku do kilkunastu gramów na tonę. Rzadko zawierają złoto rodzime. Zwykle jest to elektrum. Złoża występują w środowisku zdeformowanych osadowych skał klastycznych i wulkaniczno-plutonicznych skał środowiska łuku wysp i płyty oceanicznej. Środowisko takie to pasy zieleńcowe oraz lokalnie skały facji amfibolitowej. Osady klastyczne są zmetamorfizowane w facji zieleńcowej i poddane są fałdowaniu dwuetapowemu i licznym spękaniom. Stare żyły złota uważane za źródła złóż okruchowych. Złoża te dostarczają od 50 do 80% światowej produkcji Au.

Najważniejszymi złożami są: Mother Lodge, Grass Valey w Kaliforni, Juneau w Alasce, Homestake w South Dakota . Średnia wielkość zasobów waha się w granicach 6-60 ton Au, najbogatsze posiadają zasoby 1000 ton złota.

Formy złóż to:

- żyły w uskokach i brekcjach hydrotermalnych,

- żyły w spękaniach ekstensyjnych

- żyły związane z fałdami

- sztokwerk

Młode żyły złota (epitermalne)

Występują w ośrodkach aktywnych wulkanicznie. W Europie są to wewnętrzne Karpaty. Powstają podczas działalności młodych wulkanitów (np. Murzejewo na Ukrainie).

Złoża powstają głównie w warunkach przypowierzchniowych i charakteryzują się szerokim zakresem temperatur od 100 do 400 stopni. Epitermalne złoża złota są kontrolowane przez systemy uskoków rozwinięte na obszarach skał wulkanicznych i plutonicznych rzadziej osadowych i metamorficznych. Skupienia złota występują w żyłach, brekcjach, skałach otaczających i strefach metasomatycznych poddanych sylifikacji.

Przy wietrzeniu tych miękkich skał, złoto dostaje się do osadu i może być przenoszone przez wodę. Złoża te są bardzo bogate, ale mają małe zasoby. Prawdopodobnie dlatego są bardzo młode i nie zdążyły się rozwinąć. Uważa się, że złoża takie wciąż powstają, bo woda termalna wciąż krąży w skałach. Są to złoża o bogatej mineralizacji dolnych części żył. Wyróżniamy dwa typy żył:

• kwarc-kaolin-aunit

Obszary wulkaniczne, kaldery ze skałami klastycznymi, obecność gorących źródeł i kwaśnych jezior.

• adular-serycyt

Przestrzenne ułożenie do centrów intruzywnych, żyły w głównych uskokach, lokalnie w pierścieniowych strefach spękań, mogą być obecne gorące źródła.

Cechą charakterystyczną żył złota jest to, że występują w obszarach hydrotermalnych. Występują w postaci maleńkich ziarenek, np. w młodych żyłach złota wydobywa się „błoto”, w którym złoto jest niewidoczne.

7. Złoża chromitów

Złoża magmowe intruzywne

• likwacyjne: Cr, Fe, Ti, Ni-Cu

• krystalizacyjne: PGM, skalne.

Ze stopu magmowego krystalizują skały:

- ultrazasadowe

- zasadowe Wyróżniają się jawno krystaliczną strukturą, w przeciwieństwie do skał wylewnych

- obojętne

- alkaliczne

- kwaśne.

Każdy z minerałów ma swoje warunki krystalizacyjne, aby powstał dany minerał musi być odpowiednia: temperatura, ciśnienie, odpowiedni skład chemiczny magmy, odpowiednia ilość składnika.

Następuje segregacja w zbiornikach magmowych: ciągi likwacyjne, ciągi krystalizacyjne. Likwacja następuje, gdy skała jest w stanie płynnym, następuje odmieszanie i cięższe składniki opadają na dno zbiornika magmowego. Krystalizacja następuje, gdy magma zmienia stan z płynnego w stały.

Złoża magmowe intruzywne:

1. złoża Cr platformowe - w złożach tych pojawia się glin, który występuje w spinelach. Jest mniej żelaza a więcej glinu.

2. złoża Cr w intruzjach warstwowych - system skalny, który powstał w określonych warunkach. Pokłady chromitowe występują w dunitach.

3. złoża Ti-Fe w anortozytach i gabronorytach.

Ad. 1) Ważniejsze złoża chromitów platformowych

• Kompleks Bushveld - RPA, zasoby 7260 Mt, 46-47% Cr₂O₃

• Great Dyke - Zimbabwe, zasoby 560 Mt, 26-51% Cr₂O₃

• Kompleks Selukowe - Zimbabwe zasoby 11,5 Mt, 47% Cr₂O₃

• Kompleks Sillwater - USA, 22,5% Cr₂O₃

• Kemi - Finlandia, zasoby 50 Mt, 26% Cr₂O₃

• Campo Formacio 2 - Brazylia

Są to pokłady ale o małej miąższości, więc mówimy o chromitach masywnych (platformowych).

Ad. 2) Ważniejsze złoża chromitów w intruzjach warstwowanych:

• Masinole Luzon - Filipiny, zasoby 13 Mt

• Karak - Turcja, 2 Mt

• Gruppi Kempirsajska - Kazachstan, 90 Mt

• Santowskie - Rosja-Ural

• Xerolirado - Grecja

• Obrid - Albania.

W Polsce złoże takie występuje w Tąpadle na Ślęży, ale nie ma sekwencji law poduszkowych, nie ma więc pewności czy jest to złoże ofiolitowe. Było to bardzo małe złoże i zostało już wyeksploatowane.

Przy powstawaniu intruzji występuje dużo gazów i płynów, prowadzi to do autometamorfozy, powstają minerały które zawierają duże ilości Mg, są to głównie serpentyn i talk. O tym czy są to kompleksy ofiolitowe decyduje jednak obecność law poduszkowych.

Ad. 3) Złoża Ti-Fe w anortozytach

W złożach tego typu występują duże domieszki ilmenitu, np. w złożu Telmes, nawet kilkanaście %.

• Złoże Fiodorowskie (Ukraina) - jest to złoże o miąższości kilkuset metrów, niewielki kilkunastometrowy nadkład, występuje dużo apatytu.

• Złoże Kiruna (Szwecja) - miąższość złoża to kilkadziesiąt metrów, jest wydobywany jako ruda masywna, umieszczona w porfirach. Złoże rczej płaskie i rozległe.

Złoża siarczków Ni-Cu PGM

Klasyfikacja tych złóż przeszła długą ewolucję:

- typ I - złoża impaktytowe (Sutbery)

- typ R - złoża związane z ryftem kontynentalnym, wylewy bazaltów (Norylsk)

- typ K - złoża komatytowe związane z archaicznymi pasami zieleńcowymi na platformach (Mt. Keith)

- typ T - złoże toleitowych intruzji (Monchegorsk).

Są to najczęściej złoża występujące w formie pseudopokładów, żył i brekcji, w których spoiwem jest siaczek. Główne minerały to: pentlandyn, halkopiryt, piryt i pirotyn, czyli posiadający znaczne ilości niklu i żelaza. Przypuszcza się, że nie są to złoża dokładnie magmowe, mają związek z uskokami. Otaczają je skały zmetamorfizowane facji zieleńcowej. Są to złoża o bardzo złożonym, bogatym składzie mineralnym.

Magmowe złoża PGM [warstwowane]

Wyróżniane są dwa typy:

• typ ryftowy - stratiform - najważniejsze złoża to Merensky Reef i UG-2 w kompleksie Bushveld Complex (RPA) oraz Stillwater Complex w USA.

• typ brekcji intruzywnych (SIB- supersolidus intrusion breccia) złoże Lac des Iles (Ontario - Kanada)

Obydwa modele zakładają wzbogacenie pierwotne w PGM w siarczkach typu magmowego podczas mieszania się magm i ich segregacji i wtórne wzbogacenie lub przemieszczenie się PGM przez składniki lotne lub magmę wzbogaconą w składniki lotne.

Ważniejsze złoża:

1. Merensky Reef w Bushveld Complex - typ ryft, zasoby 2160 Mt,

zawartość PGM+Au (g/Mg) 8,1

2. UG-2 Bushveld Complex - typ ryft, zasoby 3700 Mt,

zawartość PGM+Au (g/Mg) 8,7

3. G-chromit Stillwater Complex - typ ryft, zasoby 3,4 Mt,

zawartość PGM+Au (g/Mg) 2,4

4. Great Dyke - Zimbabwe - typ ryft, zasoby 1680 Mt,

zawartość PGM+Au (g/Mg) 4,7

5. Lac des Iles (Ontario) - Kanada - typ SIB, zasoby 6,7 Mt, zawarość PGM+Au 5,4

90% platynowców odzyskuje się ze złóż magmowych, reszta pochodzi ze złóż siarczkowych. Pallad stosowany jest do produkcji katalizatorów w samochodach. Skład mineralny: chalkopiryt, pentlandyt, pirotyn, piryt, stopy PGM, PGM-arsenki, PGM - antymonki.

Zawartość platynowców od 4 do 8 ppm. Ma formę wydłużonej niecki wypełnionej skałami magmowymi. Nie jest to złoże siarczkowe. Wydobywa się tam głównie platynę. W złożach siarczkowych platyna jest tylko dodatkiem a nie głównym składnikiem.

8. Porównać sole mioceńskie i permu

2 formacje:

• Cechsztyn (Perm górny) - 4 cyklotemy solne, cyklotem Z₁ ma największy zasięg

• Miocen (78-90%) - zapadlisko Przedkarpackie

W Polsce złoże cechsztynu to około 1 mln ton i kontynuuje się na kraje sąsiednie.

Złoża soli są związane z tektoniką ciągłą - sól płynie.

• Perm:

- diapiry (w centralnej Polsce jest ich około 100, przebijają osady jury i kredy)

- złoża pokładowe - centrum i Zatoka Pucka

Przeważają sole halitowe NaCl w zatoce Puckiej, polihality w formie pokładowej. Największe złoże soli to okolice Sieroszowic, pokład ma 130 m grubości, a zawartość soli w soli to 99,8%.

• Sole mioceńskie:

Występują w Zapadlisku Przedkarpackim, są bardzo blisko powierzchni. Bochnia - Wieliczka, Łężkowiec- eksploatowane do tej pory.

Część złoża jest bryłowa, która powstała przez odkucie podkładu. Spowodowało to nasunięcie Karpat. Występują wzdłuż Karpat i kontynuują się na Ukrainie. Drugi pas solny w wewnętrznym pasie karpackim (Ukraina).

Sieroszowice nie mają pozwolenia na eksploatcję soli.

9. Złoża SHMS i VHMS (SEDEX)

Złoża ekshalacyjno-osadowe (SHMS i VHMS) złoża siarczków masywnych

VHMS - wulkaniczne skały goszczące

SHMS - osadowe skały goszczące

Ekshalacje związane są z wydobywaniem składników lotnych i gazowych z głębokich stref ryftów oceanicznych lub lądowych. Głębokie pękania mają miejsce podczas ucieczek płyt. Między dwie odsuwające się względem siebie płyty wlewa się lawa bazaltowa. Uskoki transformujące powodują, że płyty nie przesuwają się równomiernie. W strefach ryftu we wszystkich spękaniach jest woda, co może ługować różne składniki lub erupcje gazów, często pod wysokim ciśnieniem. W środowisku morskim temperatura wydostających się roztworów nierzadko osiąga temperaturę 400
(roztworu takiego nie można nazwać już wodą). Dowodzi to, że woda ta miała kontakt z magmą. Taki gorący roztwór po zetknięciu z zimną wodą morską powoduje wytrącanie osadów. Powstają wtedy smokersy. Jest to rodzaj komina, który powstaje z `wytrącanych osadów. W zależności od składu wytrąconych roztworów powstają:

• White smokers: baryt, anhydryt

• Black smokers: galena, sfaleryt.

Cypryjski - strefa ryftu oceanicznego (skały tworzące to bazalty tholeitowe), Cu, Cu-Zn, przykład- Rio-Tintho, Woroszczyłowskie, Stelinskoje [min. główne piryt, chalkopiryt, sfaleryt, towarzyszące markasyt, magnetyt, hematyt, pirotyn. Model soczewkowy, rudy masywne].

Besshi - struktury zrębowe ryftu oceanicznego, Cu, Cu-Zn, przykład-Abitibi, Noranda, Wieściszowice

[min. główne: piryt,chalkopiryt, sfaleryt. Model złoża soczewkowy, pseudopokładowy, masywne. Skały wulkaniczno-klastyczne, bazalty, andezyty].

Uralski - występujące na wczesnych łukach wysp (basen wewnętrzny) i strefach subdukcji, Cu-Zn (Au), przykład-Podolskoje, Gaiskoje [min. główne to piryt, chalkopiryt, sfaleryt, markasyt, pirotyn, bornit. Formy to soczewy, gniazda i masywne].

Baimak - łuk wysp, basen wewnętrzny, stadium późne, Cu-Zn-Ba, przykłady-Bakar-Tau, Kuroko [skały piroklastyczne, intruzyjne porfiry kwarcowe. Minerały główne to piryt, chalkopiryt, sfaleryt, galena, baryt. Formy to soczewy, sztokwerki, rozproszone].

Filizchai - Płyta kontynentalna, ryft kontynentalny, Zn-Pb-Ba, przykład- Niżmetalbtinskoje [Skały osadowe. Minerały główne to sfaleryt, baryt i galena. Forma to rozproszone masywne soczewy].

Są to złoża głównie siarczków o dużej gęstości. Wiele z tych złóż nie jest jednak eksploatowana z powodu zawierania arsenu. Kiedy smokersy zostają zasypane osadami morskimi powstają pasy soczewek pirytowych leżących zgodnie wśród skał osadowych. To zwykle one są eksploatowane. Główne minerały to: piryt, pirotyn, sfaleryt, galena, chalkopiryt, baryt. Domieszki: Cu, Ag, Au.

10. Metasomatoza na przykładzie MVT

Duża część naukowców uważa, że są to skały osadowe. Inni nazywają je MVT, opisane przy rzece Mississipi w USA. Dużo z tych złóż jest eksploatowane. Metodą pośrednią bada się wiek kruszców, tzn. określa się wiek skał ilastych goszczących w tych złożach.

Występują one w całej Europie łącznie z Polską (Śląsk). Są to zwykle złoża cynku i ołowiu. W Polsce występują w dwóch obszarach:

• Obszar bytomski (Niecka Bytomska)

• Obszar olkuski (obszar śląsko-krakowski).

Złoża w tych obszarach ułożone są w dolomitach kruszconośnych metasomatycznych, niskich temperatur. W Polsce są to skały triasowe, wykształcone jako wapień, rzadziej piaskowce pstre. Stratygraficznie należące głównie do wapienia muszlowego, są to warstwy:

• Gogolińskie

• Gorażdżańskie

• Tereblaturowe

• Karchowickie

• Diploporowe.

90% ciał złożowych jest zlokalizowane w dolomitach kruszconośnych. Przy dolomityzacji następuje zmiana objętości skał, zmniejsza się ona o ok. 13%. Węglany są podatne na ługowanie, często na granicach wapień|dolomit tworzyły się kruszce poprzez metasomatozę.

Mineralizacja kruszcowa na tym terenie doszła do dewonu, co jest dowodem że są to złoża metasomatyczne.

Dolomit kruszconośny

Najpierw następuje wypełnienie złoża i cementacja brekcji sfalerytem i galeną, potem tworzy się markasyt, a na końcu kalcyt. Są to tzw. gniazda o dł. 70-150 m i miąższości do 20 m. Na obszarze olkuskim gniazda takie były eksploatowane w kopalni Trzebionka. Obszar bytomski jest pokładowy.

Są to jedne z najgorzej rozpoznanych złóż w Polsce, bo uważa się że mają prostą budowę. Są to złoża metasomatyczne, hydrotermalne, czyli są młodsze od skał otaczających. Niewiadomo jednak kiedy nastąpiło okruszcowanie. Siarczki pochodzą prawdopodobnie ze złóż węglowych na Śląsku, natomiast źródłem metali są struktury tektoniczne. Metale towarzyszące: kadm, srebro, german, tal.

11. Złoża hydrotermalne

Pustki w skałach (epigenetyczne, szczeliny tektoniczne, brekcje, ługowanie), porowatość skał, przepuszczalność skał.

Fizyczno-chemiczne warunki powstawania złóż:

Roztwory mineralizujące - zawiesiny czyli suspensje (cząsteczki wody powyżej 0,1 mikrometra), koloidy (cząsteczki 0,1 mikrometra do nanometrów), roztwory rzeczywiste lub cząsteczkowe 1-0,1 nanometra.

pH-wykładnik wodorowy

Eh-potencjał utleniająco-redukcyjny

Potencjał chemiczny - energia wewnętrzna układu stężenie roztworu.

Źródła wody:

Woda pomagmowa lub juwenilna (zawartość wody do 10% średnio jest to około 0,2 km³ z każdego 1km³ magmy.

Woda pometamorficzna (do 30% w stosunku do masy skalnej)

Woda meteoryczna lub wadyczna (swobodna)

Źródła substancji:

wody termalne związane z wulkanitami (szczawy siarkowodorowe, azotowe, szczawy, wody azotowe juwenilne źródła magmowe, asymilacyjne źródła magmowe, filtracyjne źródła pozamagmowe.

Sposoby wytrącania się substancji z roztworu:

• reakcje wymiany między substancjami w roztworze

• reakcje wymiany przy mieszaniu się roztworów

• reakcej wymiany typu roztworów

• zmiany pH

• koagulacja koloidów

• efekt filtracyjny

• sorpcja

• działanie naturalnych pól elektrycznych

• zmiany temperatury układu

• zmiany ciśnienia

Żyłowe i sztokwerkowe złoża Sn i W

- Żyły As-Ag z uranem

W pierwszej połowie XX wieku złoża tego typu były ważnym producentem srebra, kobaltu, miedzi, niklu, arsenu i bizmutu. Forma złóż to żyły proste i krzyżujące się, soczewki z bogatym okruszcowaniem otoczone strefami ubogimi oraz rozproszenia.

- Cobalt (Ontario) - Kanada

- Żyły związane z granitoidami

Wyróżniane są dwa typy złóż:

- wewnątrz masywów plutonicznych

- peryferyczne

Znanych jest wiele złóż tego typu. Są to złoża powstałe w różnych epokach geologicznych. Najważniejsze jest złoże Gunnar w Kanadzie. W ciągu 9 lat produkcji wydobyto 6000 ton. Złoże to posiadało rudę o zawartości 0,13% U. Podobnymi złożami są francuskie złoża Masywu Centralnego zlokalizowane w granitach wieku hercyńskiego oraz złoża Portugalii i Chin. Największym złożem peryferycznym jest złoże Pribriam (Czechy). Z tego złoża wydobyto w latach 1950-1990 55 000 ton uranu. Ruda zawierała 0,64% U. W Polsce złożem tego typu jest złoże zlokalizowane w Kowarach Podgórzu, z którego wydobyto 192 tony U.

Kryteria poszukiwań:

- obecność stref zmian hydrotermalnych w strefach kontrolowanych strukturalnie

- metasomatoza

- intruzje granitów w skały typu czarnych łupków.

12. Karbonatyty

Skały magmowe, produkt krystalizacji magmy węglanowej, tworzy pnie i żyły, najczęściej powiązany ze strukturami ryftowymi, współwystępuje ze skałami alkalicznymi i zasadowymi, także kimberlitom (kulisty kształt intruzji).

Cechą petrochemiczną tych skał jest niedobór SiO₂ oraz wzbogacenie w alkalia i składniki lotne. Towarzyszą im często dajki dolerytowe.

Rodzaje:

• Fenity - skały zmienione przez metasomatozę Na|K

• Glimeryty - skały magmowe o składzie biotyt-flogopit-kalcyt-zeolit-magnetyt

• Sovity - grubokrystaliczna skała magmowa z ponad 50% nawarstwieniem kalcytu.

Klasyfikacja mineralogiczna karbonatytów:

- magnetytowo-apatytowe

- bogate w REE - rudy z ziemiami rzadkimi

- bogate w Ba i/lub F

Klasyfikacja geochemiczna

- alkaliczne

- żelazowe

- bogate w Zr

- ubogie w alkalia

- bogate w FeO-CaO-MgO

- ubogie w cyrkon

Klasyfikacja surowcowa:

- rudy Ta i Nb (Kanada, Brazylia, Afryka)

- rudy z REE (Kanada, USA, Afryka, Tajno-Polska)

- rudy pierwoskitowo-tytanomagnetytowe.

- rudy apatytowo-magnetytowe z forsterytem (Kawdor-Rosja)

- rudy flogopitowe, skarnopodobne

- rudy siarczkowe (Palabora-Afryka)

- rudy kalcytowo-apatytowe z flogopitem (Alno-Szwecja).

Minerały karbonatytów:

- pierwiastki rodzime: złoto, srebro, bizmut

- siarczki: galena, sfaleryt, pirotyn, pentlandyt, chalkopiryt, piryt, markasyt, milleryt, kowelin,

chalkozyn, bornit, molibdenit, tetraedryt,

- tlenki: proste (kwarc, rutyl, hematyt) złożone (ilmenit FeTiO3, spinel, magnetyt, pirochlor)

- halogenki: fluoryt

- węglany: kalcyt, dolomit, ankeryt, magnezyt, syderyt, rodochrozyt,

- siarczany: celestyn, anglezyt, anhydryt

- fosforany: apatyt, monacyt, wiwianit

- krzemiany: granat, cyrkon, forsteryt, epidot, wezuwian, diopsyd, augit, egiryn, flogopit, biotyt,

wermikulit, chloryt, serpentyn, chryzotyl, muskowit, talk

Ważniejsze złoża karbonatytów:

Silinjarvi - Finlandia, zasoby 470 Mt, 4%P2O5. Łupki mikowe z węglanami

Kowdor (Kola) - Rosja, zasoby 700 Mt, 6-7% P2O5. Apatyt-forsteryt, magnetyt.

Palabora - RPA, zasoby 600 Mt - 7% P2O5, 286 Mt-0,69% Cu, 2,16 Mt - REE, 22% wermikulitu, magnetyt, rudy Cu-Ni,Au,Pt,Ag,Se

Bayan Obo - Chiny, zasoby 37 Mt - 6% REE, 1 Mt - 0,1% Nb

Ohorusu - Namibia 7,9 Mt - 50% CaF2, fluoryt hydrotermalny, kwarc, magnetyt, apatyt, kalcyt

Palabora - intruzja typu kolistego otoczona skałami piroksenitowymi Cu, P i siarczkami w stronę alkalicznych i w środkowej części transgresywne karbonatyty i dajki dolerytowe przecinają intruzję. Skały dostarczają głównie fosforanów, REE, węglanów i pierwiastków rzadkich (Niob, Tantal), cyrkon, miedź nikiel, uran, metale rzadkie.

13. Kimberlity

Skała magmowa ultrazasadowa, powstająca na dużej głębokości, docierająca bliżej powierzchni jako wypełnienie kominów wulkanicznych. Perydotyt alkaliczny o strukturze erekcyjnej składający się z oliwinu, flogopitu, ilmenitu, piropu, enstatytu, diopsydu, diopsydu-Cr, chromitu, spinelu czy magnetytu, czasem diament.

Kimberlit - z rodziny perydotytów flogopitowych o strukturze porfirowej

Ciasto skalne ma podobny skład.

50% diamentów pochodzi ze złóż pierwotnych, a 50% z okruszcowanych. W20% kimberlitów występują diamenty, tylko w 5% mają znaczenie ekonomiczne.

Występują w starych kraterach wieku proterozoicznego i archaicznego, w miejscach bardzo głębokich pęknięć skorupy. Powstają na głębokości do 150 km przy bardzo wysokich warunkach ciśnienia i temperatury.

Kimberlity są młodsze niż kominy, w których występują. Najbliższy nas kraton występuje na płycie wschodnioeuropejskiej w Skandynawii albo Ukraina. W Polsce płyta wschodnioeuropejska znajduje się na głębokości 800-2500km i dlatego nigdy nie szukano kimberlitów.

Na świecie znanych jest około 4000 kimberlitów. W ok. 20% występują diamenty a w ok. 5% diamenty opłaca się eksploatować. Kimberlity występują w starych kratonach wieku proterozoicznego i archaicznego, najczęściej w spękanych krawędziowych strefach kratonów (strefy aktywizowane).

Na świecie największe znaczenie mają złoża w południowej Afryce (RPA) oraz na Syberii. Najmniejszy kimberlit ma pow. 0,4 ha (25a), a największy 140 ha - Mir Adir (Syberia).

Lamprofiry - Lamproity

- pochodzenie wulkaniczne lub hybabysalne

- skały bogate w potas i magnez.

Są diamentonośne gdy pochodzą z bardzo dużych głębokości (300km). Główne minerały to: leucyt, flogopit Ti, klinopiroksen. Zwykle współwystępują z kimberlitami.

Złoża osadowe

Fizyczno-mechaniczne warunki powstawania złóż

mobilizacja substancji (chemiczna, fizyczna)

Transport osadów

Osadzanie (mechaniczne, biochemiczne, chemiczne)

Gdy kończy się sedymentacja to zaczyna się diageneza. Złoże takie powstało w trakcie tworzenia się skały. Niewiele jest takich złóż, są to złoża żelaza i manganu.

Criatura - złoże manganu w Gruzji, skały węglanowe na wierzchu klastyczne gdzie występuje mangan.

Złoża rozsypiskowe

Powstają przez osadzanie materiału okruchowego. Złoża eluwialne, deluwialne, proluwialne, aluwialne, lateralne (morskie).

Złoża mechaniczne

Złoto okruchowe - Alaska, Zagłębie Rumuńskie, kształt złóż to soczewy, występują też w gruboklastycznych otoczakach. Złoża aluwialne są to jedyne odnawialne złoża.

Złoża chemiczne

Złoża soli w zapadlisku przedkarpackim (Miocen-torton) oraz formacja permska z cechsztynu (wał Kujawsko-Pomorski) patrz ćwiczenia!!!

Złoża biogeniczne

Złoża siarki rodzimej w zapadlisku przedkarpackim na wychodniach bakterie siarkolubne i gips ulegarozkładowi

Złoża kaustobiolitów

Główne procesy to próchnienie, butwienie, gnicie, torfienie

Torfy wysokie - powstają ponad zwierciadłem wód powierzchniowych

Torfy niskie - powstają na terenach podmokłych

Z torfu powstają węgle brunatne a później węgle kamienne, ma własności sorpcyjne.

Liptobiolity to materiał, który nie podlega pruchnieniu i butwieniu, są to żywice.

Węgiel humusowy - związany z procesem utorfienia bez dostępu tlenu

Węgiel sapropelowy - gnicie z dostępem tlenu

Złoża Egzogeniczne

Wietrzeniowe

Odkryte - obecnie na powierzchni lub nie zostały przykryte

Przykryte - współczesne, kopalne

Czynniki wietrzenia:

Woda - rozpuszczanie, transportowanie, odkładanie naturalnych związków chemicznych w zwietrzelinie, rozkładanie minerałów skałotwórczych, podczas hydratacji i hydrolizy

Tlen - z powietrza rozpuszczonego w wodzie, tlen atmosferyczny, tlen związków mineralnych skałotwórczych

Dwutlenek węgla - utlenia i przeobraża krzemiany w węglany

Kwasy nieorganiczne i organiczne - kwas siarkowy i kwas humusowy

Temperatura - zwiększa lub obniża reakcje

Rozkład skał macierzystych

- utlenienie

- hydratacja

- hydroliza

- dializa - dyfuzyjne usunięcie kationów metali z min. ilastych

Złoża rezydualne

- Złoża krzemianowych rud Ni - skały niklu powstały w klimacie tropikalnym są to złoża laterytowe, te zwietrzeliny powstają na skałach ultrazasadowych (przewaga oliwinu), zawartość niklu w oliwinach to 0,0X%, w serpentynitach jest to proces metasomatyczny. Oliwin się przekształca wraz z magnezem i zamiast Mg Ni. Najczęściej tworzą się min. z grupy minerałów ilastych. W Polsce to złoża na Dolnym Śląsku (chryzoprazy - zabarwione chalcedony niklem)

- Złoża żelaziaków brunatnych

- Złoża manganu - Złote Wybrzeże, Indie, Kuba, Brazylia, Australia

- Złoża boksytów - Brazylia, Gwinea, USA, Indie, Indonezja

- Złoża Au

- Złoża Apatytu

- Złoża magnezytu

- Złoża talku

- Złoża barytu

Złoża infiltracyjne

- złoża uranu - siarczan uranylu

- złoża miedzi

- złoża żelaza

Złoża metamorfogeniczne

- zmetamorfizowane

- metamorficzne - powstają w procesie metamorfizmu

Fizyczno-chemiczne warunki powstawania złóż

- temperatura

- ciśnienie

- rola wody

- rola CO2

Facje metamorfizmu (metamorfizm kontaktowy):

- facja albitowo-epidotowo-hornfelsowa

- facja hornblendowo-hornfelsowa

- facja piroksenowo-hornfelsowa

- facja sanidynowa

Metamorfizm regionalny - związany z pogrążaniem się mas skalnych w głąb skorupy ziemskiej

- facja zeolitowa

- facja zieleńcowa

- facja glaukofanowa

- facja amfibolitowa

- facja granulitowa

- facja eklogitowa

Zagłębie Krzyworowskie - rudy hematytowo-magnetytowe, ogromne zasoby dzisiątki mld. Ton, budowa antyklinalno-synklinalna, 7 horyzontów rud. Eksploatacja kwarcytów żelazistych - skała o naprzemianległych warstewkch hematytu i kwarcu.

Kopaliny energetyczne stałe (węgiel kamienny i brunatny) oraz płynne (gaz, ropa) cechują się tym, że mają podobną genezę, jak pary i wody geotermalne, występują w tych samych zbiornikach i basenach geostrukturalnych.

Ropa naftowa

Są to związki organiczne powstałe przez zjawiska sapropelowe. Zawiera 82-87% C, 12-14% H, N i popiół. Należy do tzech szeregów:

- parafinowy

- naftenowy

- aromatyczny

Lepkość ropy wzrasta ze spadkiem temperatury. Aby złoże powstało muszą być obecne pułapki np. kopuły fałdowe (chroniony spód i góra). Ropa występuje w Polsce w rejonie Jasła i Gorlic.

Złoża uranu w strefach shear zones

W połowie XX wieku złoża te były jednymi z ważniejszych źródeł uranu. Najważniejszymi złożami były złoża obszaru Beaverlodge, złoża Masywu Czeskiego, dolnej Saksoni. Największe z nich zawierały po kilka tysięcy ton uranu. Zawartość uranu w rudach nie przekracza zwykle 0,4%.

Ważniejsze złoża:

Beaverlodge - Kanada, 3033 ton uranu, zawartość 0,23%

Radoniów - Polska, 190 ton, zawartość 0,15%

Formy złóż to żyły, sztokwerki i gniazda.

Złoża porfirowe molibdenu

Strefa żył kwarcowych występuje w strefie potasowej

Strefa krzemionkowa (impregnacje wewnątrz strefy K) - bioyt, chloryt, topaz

Strefa magnetytowo-topazowa - żyłki

Strefa grejzenowa - żyły (kwarc, molibdenit, topaz, piryt, magnetyt, muskowit)

Strefa granatowa - zazębia się ze strefą argilitową i fylitową (Spesartyn, Galena, Sfaleryt,

Rodochrozyt)

Złoża pneumalitowe

Albityty

	Min. główne	Min. poboczne	Min. akcesoryczne	Min. charakterystyczne
Muskowitowo-mikroklinowo-kwarcowo-albitowe	Albit, kwarc, mikroklin	muskowit	Beryl, chryzoberyl, wolframit, molibdenit	beryl
Litionitowo-mikroklinowo-kwarcowo-albitowe	Albit, kwarc, amazonit	Kryofylit, lepidolit

Te pierwsze składem przypominają granity normalne a drugie granity słaboalkaliczne

Grejzeny

Zarówno żyła jak i skała otaczająca. Złoża mają niską zawartość kruszców, poniżej 1%.

Minerały	Główne	poboczne	Rzadkie
Żyłowe	Kwarc, muskowit	Turmalin, topaz, fluoryt, mikroklin, biotyt, albit	Oligoklaz, granat, ilmenit, korund, apatyt, flogopit, epidot, chloryt, serycyt
Kruszcowe	Kasyteryt, wolframit	Molibdenit, beryl, lepidolit, cynwaldyt	Hematyt, magnetyt, pirotyn, piryt, arsenopiryt, chalkopiryt, sfaleryt, galena

Lepidolit i Cynwaldyt to miki litowe

Szelit - CaNO4

Jeżeli w złożu jest powyżej 0,2-0,3 cyny to może zacząć się eksploatacja.

1

---