Forma złoża geometryczny kształt skupienia kopaliny ,a pojęcie budowy-jego ułożenie w przestrzeni .

Złoża kopalin mogą mieć formy: izometryczne, płytowe, słupowe (kominowe) lub złożone.

• F. Izometryczne mają w przybliżeniu jednakowe wymiary w kierunku długości, szerokości i miąższości. Zależnie od wymiarów wyróżnia się pośród nich: diapiry, pnie, sztokwierki, gniazda, kieszenie itp.

• Diapiry są charakterystyczne dla niektórych złóż soli kamiennej, pnie – dla skał magmowych.

• Sztokwerk jest to forma złoża, w której kopalina tworzy cienkie żyły w izometrycznej masie skalnej. Jego przykładem są niektóre złoża magnezytu w skałach serpentynitowych. Jest on również charakterystyczny dla niektórych złóż rud cyny, złota, miedzi, molibdenu i in.

• Gniazda to nieduże skupienia kopaliny o wym. od kilku do kilkudziesięciu metrów. Zazwyczaj wyst. w większej ilości. Ich przykładem są niektóre złoża chromitu w masywach zasadowych skał magmowych.

• Kieszenie to formy mniejsze niż gniazdo o wym. do kilku metrów .Ich przykładem są złoża glinek boksytowych, rud żelaza oraz piasków formierskich w lejach i zagłębieniach krasowych.

• F. Płytowe charakteryzują się znacznymi wymiarami w dwu kierunkach przy na ogół niedużej miąższości. Należą do nich:

- Płytowe to forma złoża, w której skupienie kopaliny ograniczone jest dwoma mniej więcej równoległymi płaszczyznami. Dolna część pokładu nazywa się spągiem, górna – stropem.

• Soczewy są szczególnym przypadkiem wykształcenia pokładów o mniejszej niż pokłady długości i szerokości. Wyklinowują się one we wszystkich kierunkach. Niekiedy odznaczają się miąższością rzędu dziesiątek metrów. Charakterystyczne dla niektórych złóż węgli brunatnych, rud żelaza i metali nieżelaznych.

• Żyły przedstawiają formy złóż ograniczone dwoma w przybliżeniu równoległymi płaszczyznami, tnącymi niezgodnie skały otaczające. Ich wymiary w kierunku biegu i upadu są znaczne, natomiast miąższość jest mała. Powstają w wyniku wypełnienia szczelin w skałach i zbudowane są z materiałów, które nie są pochodzenia osadowego. Żyły niezgodne przecinają się w dowolnych kierunkach, żyły zgodne (pokładowe) są zgodne z układem skał. Granice żył mogą być ostre (wyraźnie odcinają się od skał w których występują) .Apofiza – odgałęzienie głównej żyły . Butte – Montana USA największe złoże żyłowe na świecie (pochodzenie magmowe) koński ogon Żyły mogą się rozwidlać lub krzyżować, mogą wychodzić na powierzchnię lub mogą być żyłami ślepymi, żyły zgodne (sille), niezgodne (dajki)

• Szliry to formy zbliżone do żył, jednak różniące się od nich stopniowymi przejściami substancji mineralnej w skałę płonną, forma ta jest charakter. Dla niektórych złóż pochodzenia magmowego, np. chromi tu.

• F. Kominowe zwane też słupowe, cygarowe odznaczają się wydłużeniem złoża w jednym kierunku. Ich przekroje bywają eliptyczne, owalne lub zbliżonego kształtu. Wymiary poprzeczne mogą być rzędu kilku, kilkudziesięciu, a nawet kilkuset metrów. W kierunku wydłużenia osiągają setki i tysiące metrów. Wiele cech złóż żyłowych jest również właściwych dla tych form.

Złoża mogą zalegać prosto (poziomo), może być fałdowe, uskokowe.

Czynniki wpływające na budowę złoża:

• pierwotne- doprowadzają bezpośrednio do powstania złoża np. krystalizacja magmy, migracja roztworów magmowych, procesy wulkaniczne, p. wietrzeniowe, osadzanie, sedymentacja

• wtórne i metamorfizm

Tektonika:

Etap przed złożowy- ma ważny wpływ na formę powstałego złoża

Etap złożowy- odbywa się w czasie tworzenia się złoża

Etap post złożowy- działa na złoże już uformowane

Monominerakne złoże – zbudowane z jednego minerału

Polimineralne złoże – zbudowane z wielu minerałów

Minerały :

• główne (główne ze względu na ilość lub główny ze względu na wartość użytkową; jakościową)

• towarzyszące (pospolicie minerały płonne, nie mają znaczenia praktycznego)

• podrzędne występują w złożach w małych ilościach. Mogą być to zarówno minerały użyteczne jak i nieużyteczne.

• użyteczne są wykorzystywane przez człowieka, a minerały nieużyteczne , przy współczesnym stanie techniki, nie mają znaczenia praktycznego.

• rudne (kruszcowe) są źródłem jednego lub kilku metali. Nieliczne z nich występują w stanie rodzimym, większość tworzy różnego rodzaju związki chemiczne.

• nie rudne to te, które współwystępują z minerałami kruszcowymi, a nie są źródłem metali, określane są one również nazwą minerałów płonnych lub towarzyszących

Ruda metalu- mieszanina minerału rudnego i skały płonnej.

Z punktu widzenia genetycznego :

pierwotne- tworzą się w wyniku własnego procesu złożowego

wtórne-powstają w wyniku przeobrażeń min. pierwotnych (pod wpływem zmiany ciśnienia, temperatury itd.) pod wpływem wietrzenia

Minerały które powstają w różnych częściach skorupy ziemskiej:

• endogeniczne –powstają na skutek krystalizacji magmy

• egzogeniczne (hipergeniczne)- tworzą się na powierzchni ziemi w wyniku np. osadzania itd.

• Metamorfogeniczne- powstają w wyniku procesów metamorficznych

Minerały :

- syngenetyczne-minerały, które powstają wraz z tworzącym się złożem

-postgenetyczne- powstają po utworzeniu się złoża

Minerały przechodnie (przechodzące)- mogą się tworzyć w różnych procesach złożotwórczych (w metamorfizmie i w skałach osadowych, magmowych)

Minerały przewodnie- wyst. tylko w jednym określonym procesie złożotwórczym .

Minerałów przewodnich jest niewiele, są bardzo charakterystyczne, dzięki nim rozpoznajemy w jakich warunkach powstała skała , w których występują granaty, dysten itp.

Para genezy mineralne- naturalne zespoły minerałów, typowe dla określonego sposobu tworzenia się złoża (złoża żyłowe barytu –baryt, fluoryt, galena,sfaleryt- para geneza, znajdując baryt wiemy, że oprócz niego znajdziemy fluoryt i .... )

Minerały w para genezach mogą wyst. w formie stref.

Etapy mineralizacji- określają okresy w których następowało tworzenie się danych złóż. Ze względu na wykorzystanie minerały dzielimy na:

-domieszki szkodliwe, nieszkodliwe i użyteczne - minerały główne

Klasyfikacja złóż morfologiczna :

-płytowa- pokłady, soczewy, żyły -nieregularne- gniazda

Złoża w Polsce dzielimy na trzy grupy:

1. Bez zaburzeń regularne zalegające, o zmiennej miąższości

2. Dopuszczana jest zmiana miąższości, występuje nieregularne zaleganie oraz zaburzenia

3. Skrajne zaburzenia, z uskokami, z dużą rozpiętością miąższości

Klasyfikacja utylitarna- jej podstawą jest podzielenie surowców ze względu na sposób używania, wykorzystywania:

1. Surowce energetyczne –batominy, -węgle, -pierwiastki promieniotwórcze

2. Surowce metaliczne (rudy) –rudy metali czarnych i staliwnych, -metale kolorowe, -m. Lekkie, -m. rzadkie

3. Surowce chemiczne

4. Surowce skalne

5. Surowce ceramiczne i ogniotrwałe

Pneułmatoliza- oddziaływanie par magmowych polegające na tym, że niesione składniki przez te pary powodują powstanie nowych skał. Ilość gazów wpływa na to w bardzo duży sposób.

Sial- granitowa bogata w SiO2 mało Fe, Mg.

Sialna- bazaltowa buduje dna oceaniczne, wzrost SiO2 mniej Mg

Sial- perydotyk dużo Mg, Fe, mało SiO2

Składniki gazowe CO2,F, Cl, H2S,B2O3, H2O

Mineralizacja- wzbogacenie skały w minerały pożyteczne dla człowieka.

Złoża plutoniczne- formy występujące na dużych głębokościach , są to: batolity (nasycone) zakrzepłe na dużych głębokościach , duża powierzchnia.

1. Likwacja (odmieszanie)- rozpad masy pierwotnej na stopy częściowe

2. Zjawisko Soreta- najtrudniej topliwe składniki występujące w magmie uciekają do brzeżnych skał lub w miejsca, gdzie temp. Jest niższa i tworzą się koncentracje minerałów (na skutek krystalizacji)

3. Konwekcja- przez lotne składniki, z magmy wydobywają się składniki gazowe, które unoszą się do góry i powstają za sobą, co lżejsze części magmy (np. skalenie). Prowadzi to do tego, że górna część masywu magmowego zostaje wzbogacona w te lżejsze minerały

4. Asymilacja- przyswajanie (wchłanianie), magma jak się porusza wciska się w puste przestrzenie szczeliny. W głębi efektywnym źródłem wydostawaniu się na zewnątrz jest przetopienie skał otaczających; kontaminacja- zanieczyszczenie magmy pierwotnej na skutek asymilacji skał otaczających

5. Dyferencjacja (rozdzieleni)przez krystalizację frakcyjną. W skład magmy wchodzą minerały o różnej temp. Topnienia. Te które krystalizują (pod wpływem obniżenia temp.) pierwsze opadają dolne partie zbiornika magmowego, są więc bogate w składniki , które w niskiej temp. krystalizują a w górnych partiach te, które krystalizują później.

Z punktu widzenia złożotwórczego RUD najważniejszymi procesami są Likwacja i Dyferencjacja przez krystalizację frakcyjną.

Ustalono kolejność w jakiej następuje dyferencjacja:

- protokrystaliczny -mezokrystaliczny -krystalizacji resztkowej (telekrystaliczny)

Magmę o składzie gabrowym uważa się za pierwotną. W pierwszym etapie – pro krystalizacji krystalizują oliwiny (z nich powstaje perydotyt- czarna zasadowa skała)i pirokseny (piroksenit- czarna zasadowa skała )

W tym etapie powstają też rudy Fe i Ni, krystalizuje magma siarczkowa. Na tym etapie wydziela się też labrador.

Kiedy magma utraci powyższe minerały powstaje magma diorytowa z której wydziela się andezyt, minerały ciemne (amfibole, horblenda, augit). Zostaje magma grano diorytowa z niej w dalszym ciągu wytrąca się horblenda, biotyt, oligoklaz. Powstaje m. granitowa z której krystalizuje : ortoklaz, kwarc, biotyt może wykrystalizować muskowit.

Etapy krystalizacji:

W sensie złożowym w 1 etapie tworzą się jako główne minerały złożowe: minerały bogate w żelazo i tytan (piryt, rutyl, tytanit itd.) , rzadko tworzą się koncentracje złożowe: nikiel, kobalt, miedz, platyna, wolfram, chlor.

W 2 etapie jest mniej tlenków żelaza, tytanu, magma bogata w krzemionkę, wodę i tworzy się etap gdzie tworzą się złoża germanu, manganu, gal, piryt mniej minerałów rudnych.

W etapie3 :

1. m. granitowej- jest to magma lekka K2O woda, glinokrzemiany ze złożowych koncentracji: strond, rubid, german, cyna

2. resztek pomagmowych

Metasomatoza- efekt działania par magmowych na skały otaczające (zmiana składu mineralnego)

1. Etap pegmatytowy: najwyższych temp.-typowe minerały kwarc, skalenie potasowe, łyszczyki, (muskowit), beryl (min. fosforanowy pierwiastków promieniotwórczych )

2. Pneumatolityczny- kwarc, muskowit, turmalin, topaz, min. te są wskaźnikami metasomatozy obecność w jakiś skałach tak nietypowych składników oznacza, że skała była zmieniona metasomatycznie, min. molibdenu cyny, chlorki, bromki, wolfram- typowe metale

3. Etap hydrotermalny kończy etap krystalizacji magmy, jest najbardziej złożony, dzieli się na : etap hipotermalny, etap mezotermalny, etap epitermalny, jest zróżnicowany mineralogicznie: kwarc, chloryt, serycyt, epidot, min. kruszcowe bardzo wielu metali np. miedz, srebro, złoto, ołów, bizmut,

Podział ze względu na warunek powstawania

1. Złoża magmowe- tworzą się bezpośrednio z magmy

2. Złoża pegmatytowe

3. Złoża pneumatolityczne

4. Złoża hydrotermalne

5. Złoża ekshalacyjne- tworzą się na powierzchni ziemi z par i gazów wulkanicznych: zł. karbonatytowe i zł. skarnowe

Ad. A

Wyróżnia się 3 typy:

1. Typ segregacyjny (ciężkie minerały opadają)

2. Typ likwacyjny (magma rozdziela się na magmę krzemianowa i siarczkową)

3. Iniekcyjny- wstrzykiwanie magmy siarczkowej w zastygłe już skały

Kiruna- żelazo

Formy złóż magmowych:

1. żyły, pokłady

2. pokłady

3. żyłowe, sile, dajki, gniazda nieregularne

Najważniejsze formacje:

1. złoża miedzi i niklu

2. złoża platynowców (pokładu), platyny towarzyszą one zawsze siarczkom miedzi i żelaza np. w RPA Bushveld, gdzie wiele generacji skał nałożyło się na siebie.

Złoża związane ze skałami magmowymi:

Pegmatyty- skały żyłowe, które wykazują wyraźny związek z intruzyjnymi głębinowymi skałami magmowymi, dzielą się na 2 odmiany:

Aptit-skała żyłowa drobnoziarnista, drobnokrystaliczna

Pegmatyty właściwe- struktura grubo lub wielko- ziarnista

Mają zwykle taki skład z jakich skał pochodzą :

1. p. granitowe i grani diorytowe –skały kwaśne

2. p. sjenitowe są to p. alkaliczne

3. p. gabrowe (skały zasadowe) gabro skała obojętna a nawet lekko zasadowa

4. p. ultra zasadowe bardzo rzadko wyst.

Forma p. najczęściej żyły ale też soczewy, niekiedy p. w formie kominowej.

Rozmiary p. można określić że rozciągają się na dł. kilkuset metrów i szerokości od paru m do 30 m. zdarzają się p. większe gdzie dł.1500m i szer. 150m. Rekordowe p. w USA osiągają dł.6000m gr. 200m.

P. mogą występować pojedynczo lub jako skupienia żył pegmatytowych, żyły mogą się nawet przecinać. Jeżeli mamy do czynienia z obszarem gęsto poprzecinanym p. to pole pegmatytowe (w Rosji 10 tyś km).

P. wypełnione są treścią w różny sposób:

Nieraz w całości wypełnione minerałami ale też rekordowe kryształy w p. Uralu znajdowano pojedyncze kryształy kwarcu o 7m dł ,turmalin dł 2-3m, w Norwegii w p. kryształ mikroklinu ważył 100t, rekordem jest w G. uralskich kamieniołom był założony w 1 amazonitowym krysztale. Łyszczyki, biotyt wielkie płyty muskowitu wydobywano o powierzchni do 5m² biotyt o pow. 7m². Na Wołyniu znane pegmatyty, gdzie czarny kwarc morion wyst. w postaci olbrzymich dochodzących do 10t kryształów .Tekstura p. bezładna ale wykazują budowę sferową.

Znaczenie praktyczne złóż pegmatytowych

Liczą się tylko ze względu na ekonomię wielkie i ogromne.

Najważniejsze surowce:

Skaleń- dla potrzeb przemysłu ceramicznego, szklarskiego

Kwarc-do zastosowań specjalnych , morion jubilerski (zupełnie czarny kwarc)

Muskowit, biotyt-łyszczyki w elektronice; źródło pozyskiwania np. litu

fluoryt, grafit, beryl,

topaz, ametyst, rubin- kamienie szlachetne

Rudy metali: cyna, wolfram, molibden, uran

Ogromne złoża skalenia na: Ukrainie, w Skandynawii (Finlandia, Norwegia), Indie, Brazylia.

Kamienie szlachetne: Rosja, Brazylia, Indie, RPA, Australia

Korund(czerwono zabarwiony rubin) RPA, USA

W Polsce p. wyst. licznie ale nie mają znaczenia gospodarczego, nie są to formy duże.

Ad. B

Skały przejściowe w kierunku hydrotermalnym:

Karbonatyty (skały węglanowe), skarny

k. współwystępują ze skałami magmowymi, wyst. wewnątrz masywów skał magmowych (nie dookoła czy w sąsiedztwie).k. są źródłem rzadkich surowców jak (cyrkon, tantal, niob.)-metale

Na świecie znanych jest około 150 nagromadzeń k. najczęściej występują wśród masywów skał ubogich w krzemionkę (perydotyty, dunity, piroksenity- niedosycone krzemionka i alkaliczne skały sjenity).

Złożowo minerały które je budują są bardzo zróżnicowane zwykle 80%-90% masywu k. to węglany (kalcyt węglan Ca, skolomit węglan Ca i Mg). Liczne siarczki (galena PbS₂, piryt siarczek żelaza FeS₂) ,kobelin CuS, molibdenit MoS₂, minerały miedzi (halko piryt CuFeS₂, bornit Cu ₅FeS₄), tlenki (żelaza, tytanu np. rutyl, magnetyt, kwarc), siarczany (baryt BaSO₄), fosforany (apatyt- fosforan wapnia, ale tez fosforan pierwiastków rzadkich monacyt, fluoryt CaF₂), krzemiany .

Formacje złożotwórcze:

-apatytowo- magnetytowa (np. Brazylii 23% P₂O₅)

-ziem rzadkich i pierwiastków promieniotwórczych

Występowanie k. najważniejsze – półwysep Skandynawski, w Rosji na półw. Kora ,RPA, USA, Kanada, Brazylia ,na terenie Pl nie ma k.

Złoża skarnowe- nazwa wywodzi się od charakterystycznej skały-skarny. –są to skały węglanowo krzemianowe, pośrednie miedzy skałą osadową a magmową, skały te tworzą się na granicy intruzji magmowej i skały osadowej.

Skład skały s. to: chalcyt, dolomit, min. krzemianowe (kwarc, pirokseny), granaty, fluoryt, baryt, min. z grupy chlorytów.

Złoża wyst. w s.:

• złoża rud miedzi

• złoża rud kobaltu, platyny, wolframu, cyny, cynku

• złoża rud rtęci

• talk, korun, grafit

Forma i budowa złóż:

soczewy, soczewki, gniazda, czasem żyły, niekiedy pseudopokłady

Kontakt ze skałą osadową jest płynny ciągły, przeważnie są to złoża małe o ograniczonym zasięgu, zdarzają się złoża o dł. 2,5- 2km, gr 200m i są to już złoża duże.

Formacjach skarnowych rud żelaza (w Rosji ,,Góra magnetyczna”)zwane zł. magnetytu

Złoża wollostonitu (wygląda jak zbity wapień o jedwabistym połysku)-fosforano -krzemian wapnia, min. do wyrobów ogniotrwałych (Finlandia, Rosja, RPA) . W Pl nie ma złóż skarnowych, jest w kotlinie kłodzkiej złoże Kletno (tam gdzie jaskinia Niedźwiedzia) złoże fluorytu, wyst. galena, sfaleryt; ma ono formę pseudoskarny, zmetamorfizowane zostały skały węglanowe więc przypomina skarnowe skały, ale nie jest to ,,prawdziwy skarn”

Ad. C

Złoża typu pneumatolitycznego (roztwory pomagmowe)

Albityty (od albitu) rzadko wyst. złoża

Grejzeny

Albityty- można z nich pozyskiwać tor, niob, lit, beryl, występują w otoczeniu skał kwaśnych (granitów, granitoidów)

Znane złoża ,,Sill Lake” USA, złoże kolumbitu (nikiel+kobalt+metale rzadkie) płn. Nigeria

Grejzenowe typy złóż powstają przy dużym ciśnieniu, udziale gazów pomagmowych, wyst. w bezpośrednim związku ze skałami kwaśnymi.

Min. związane z g. –cyna i wolfram.

Kiedy z magmy wydobywa się pod koniec krystalizacji gaz magmowy tworzy się g.

Grejzeny to skały gdzie dominuje kwarc 50%, skaleń 40%.

Rozróżniamy 2 grupy g. :

• złoża niesiarczkowe (tlenki cyny i wolframu)

• złoża rud siarczkowych (siarczki Cu, Zn, Fe, molibdenu)

ważne są rudy cyny związane z kwaśnymi skałami, skałami głębinowymi, rudy molibdenu (złoże Climax Mine w USA Kolorado- największe na świecie), są też formacje wolfranitowe, formacja kamieni szlachetnych (turmalin), formacja grafitowa.

Metody poszukiwania złóż minerałów oraz badanie złóż mineralnych

Złoża:

Endogeniczne wewnątrz ziemi

Egzogeniczne na pow. ziemi

1. etap poszukiwania złoża (w przypadku stwierdzenia że istnieje złoże)

2. etap rozpoznawania złoża

3. etap eksploatacji złoża

Ad. 1

Musimy wiedzieć czego szukamy, szukanie złóż konkretnych, skał (czy skały są twarde czy miękkie), ogólna znajomość geologiczna (w przypadku ropy naftowej szukanie ,,pułapek” gdzie gromadzi się ten surowiec)

Ad. 2

Sposoby geofizyczne- prace polowe

Anomalia dodatnia przyciągania ziemskiego na podstawie której można stwierdzić występowanie jakiegoś obiektu leżącego pod powierzchnią ziemi

Wiele złóż podziemnych manifestuje się na zewn. Np. drobiny składników w wodach gruntowych, badanie gleby spod systemu korzeniowego roślin

Kryteria bilansowości- takie kryteria, które muszą być przyjęte dla wydobycia złoża:

• rozwiercanie złoża w siatce regularnej

• badanie laboratoryjne – petrograficzne, wytrzymałościowe, chemiczne itd.

• Dokumentacja geologiczna

• C₂ ,C₁, B, A,

W takim kierunku postępuje sporządzanie dokumentacji geologicznej.

Złoża geologiczne dzielą się na 3 grupy:

-złoża wietrzeniowe

-złoża osadowe

złoża biogeniczne (pochodzenia organicznego)

Złożą wietrzeniowe –składniki użyteczne koncentrują się w wyniku procesów mechanicznych i chemicznych. Wyróżnia się wśród nich kilka ważnych typów :

• Eluwialne-wietrzeniowe insitu (składnik użyteczny pozostaje w miejscu w którym znajdował się przed wietrzeniem) koncentrują się w takich złożach minerały odporne na transportujące działanie wody, zostają na tym samym miejscu (korund, wolframit, czasem złoto)

• Rezydualne na skutek gwałtownych procesów grawitacyjnych może dojść do przemieszczenia. Działanie wody odpowiednio agresywnej chem. Na duże oznaczenie następują przeobrażenia minerałów (formacja iłowa w pierwotnej skale występują skalenie na skutek działania wody tworzą się min. ilaste np. kaolinit), rezydualne złoże na granicie

• Laterytowa- tworzy się w klimacie gorącym, naprzemiennie pojawianie się okresów b. Suchych i b. Mokrych (wilgotnych). Usuwane są ze skał krzemionka i alkalia (tlenki Ca, K) zostaje w złożu podkoncentrowane żelazo, mangan, nikiel, aluminium. Większość składników pozostaje na miejscu (tych które nie zostały wcześniej usunięte) wyróżnia się formacje :

• Boksyty- ruda aluminium (glinu Al), skałą macierzysta są skały magmowe słabo kwaśne lub obojętne (np. bazalty i dioryty) po wyprowadzeniu minerału na miejscu zostają złoża zawierające >50%AlO₃ , tlenki manganu , żelaza, całość tworzy skałę (różnobarwną) zbitą choć też porowatą w Pl takich złóż nie ma , zaczątki takich złóż są w niecce Sudeckiej

Żelazowo- niklowa tworzy się na skałach zasadowych itp. Serpentynitowe skały

Złoże niklu typu laterytowego

• Krasowe-na skałach wapiennych, węglanowych ,na skutek działania wody, na wapieniach też tworzą się boksyty

• Kruszcowe- dotyczy rud żelaza gdzie minerały budujące je są podatne na wietrzenie (wody rozpuszczają się a minerały pierwotne ulegają utlenieniu, rozpuszczeniu – i przenikają w głąb tworząc strefę cementacji )

Galmany- złoża strefy utlenionej a szczególnie strefy cementacji