Złoża soli

Perm Górny - Czechsztyn

Złoża występują na terenie największego w Europie basenu solnego, który stanowi facja solna czechsztynu. W Polsce to ok. 1mln ton. Obszary na tym terenie charakteryzują się cyklicznością budowy, co zostało wykorzystane przy jego podziale litostratygraficznym. Występują cztery cyklotemy (od najstarszego) w których poziom przewodni budują:

Z₁ - łupek miedzionośny (największy zasięg)

Z₂ - anhydryt podstawowy

Z₃ - anhydryt główny

Z₄ - czerwony ił solny

Każdy cyklotem rozpoczynają utwory klastyczne, a kończą utwory chemiczne. Miąższość wszystkich cyklotemów dochodzi do 1500m w centrum i maleje ku brzegom.

Pokłady występują na Wyniesieniu Łeby i Monoklinie Przedsudeckiej. Na Wale Kujawsko-Pomorskim rozpoznano kilkanaście wysadów o kierunku NW-SN.

Wysady mają skomplikowaną budowę wewnętrzną i są zbudowane z soli kamiennych, potasowo-magnezowych, gipsów i dolomitów, piaskowców, iłów. Przy budowaniu korytarzy w wysadach solnych pod zwierciadłem solnym pozostawia się półkę solną, aby uniknąć zawalenia.

Wysad w Kłodawie

Największa kopalnia diapirowa w Polsce. Ma dł. 25km i szer. 2km. Miąższość złoża dochodzi do 6km. Zwierciadło solne znajduje się na głębokości 150-250m, a czapa 100-150m. Ma on zasoby 500Mt NaCl i 70Mt KCl.

Rogożno udokumentowane, Sieraszowice nie mają pozwolenia na wydobywanie soli.

Miocen

Złoża soli rozpoznano w bezpośrednim stuku nasunięcia Karpat i kontynuują się na Ukrainie. Mioceńska formacja solna (Torton) leży w rejonie Krakowa, Dębicy, Tarnowa na utworach jury i kredy, Rzeszów - kambr, Górny Śląsk - na węglowych utworach karbonu.

Torton zbudowany jest z osadów ilastych, ilasto-piaszczystych, dolomitów, dolomitów ilastych, i tufów. Łączna miąższość dochodzi do 1000m. Istotny wpływ na kształtowanie się złóż miała tektonika ostatniej fazy górotworu Karpat. Pokłady soli uległy sfałdowaniu, z równoczesnym wzrostem ich miąższości i wyniesieniem ku górze.

W Wieliczce w części południowej nastąpiło wypiętrzenie i sfałdowanie, złoże ma charakter bryłowy, blokowy. Natomiast część północna jest pokładowa.

Wieliczka, Bochnia, Barycz, Siedlec, Łężkowice

Kryteria bilansowości:

Złoża pokładowe	Hmax =	1200m
	Mmin =	30m
	Min. NaCl =	80%
Wysady solne	Hmax =	1400m
	Mmin =	30m
	Min. NaCl =	80%
Sole magnezowo-potasowe	Hmax =	1200m
	Mmin =	2m
	Min. NaCl =	8%

Kimberlity

Kimberlity - to magmowe intruzje wielokrotne - gwałtowne wtargnięcie materiału płaszczowego z astenosfery w głębokość 150 - 200 km połączone z odgazowaniem i oziębieniem składników. Skały ultrazasadowe bogate w potas i składniki lotne (CO₂ i H₂O). Wypełnienie kominów wulkanicznych.

Pozycja geotektoniczna:

- występuje na tarczach, głównie archaicznych, najczęściej w spękanych krawędziowych strefach kratonów;

- występuje grupowo na obszarach o średnicy do 50 km;

- brak jest obecnie teorii, która wskazywałaby na lokalizację kimberlitów w kratonach;

- w poszczególnych grupach istnieją liniowe zależności.

Dane ogólne

- na świecie jest ponad 5000 kominów kimberlitowych (1326 w S-Afryce, 1000 w okręgu jakuckim);

- zaledwie 1% kominów (50) charakteryzuje się ekonomicznym nagromadzeniem diamentów, dalszych 20 jest rozpoznawane. Tylko 20 kominów na 100 zawiera diamenty.;

- wartość ekonomiczna kimberlitów i lamproitów zależy nie tylko od ilości diamentów (minimum 20c/100t), ale również jakości diamentów i ich rozmiarów, możliwości eksploatacji i przeróbki; największy znaleziony diament miał 3106c;

- cena 1 karata wynosi 40 - 100 USD, 90% diamentów jest sprzedawane do celów przemysłowych.

Kimberlit jest skałą bardzo podatną na wietrzenie. Zwietrzałe składniki (w tym diamenty) dostają się do rzek i dlatego w aluwiach można spotkać diamenty.

Kimberlity są młodsze niż kominy, w których się znajdują. Najbliższe nas kominy znajdują się na Ukrainie i w Skandynawii na płycie wschodznioeuropejskiej. W Polsce płyta wsch-eur leży na gł. 800 - 2500m, dlatego kimberlity nigdy nie były szukane.

Przykładowe złoża:

A-15 Kanada 450c/100t

Mir Adir, Rosja 200c/100t, wielka "dziura w ziemi" o pow. 140ha

Kimberley, RPA 100c/100t, 21mln m³ było wykopane ręcznie

Lamproity - Lamprofiry

- pochodzenie wulkaniczne lub hypabysalne;

- skały bogate w Na i K.;

- są diamentonośne, gdy pochodzą z bardzo dużych głębokości (300km);

- zwykle występują z kimberlitami

Wśród lamproitów wyróżnia się 5 różnych petrograficznych odmian w zależności od dominacji jednego z głównych minerałów: Ti-oliwinu, leucytu, richterytu, diopsydu i sanidynu.

Lamproity - skały ultrazasadowe do średniokwaśnych o zawartości SiO2 = 37 - 64% wag, o dużej zawartości potasu (K2O/Na2O > 3) i alkaliów (Na + K/Al > 1). Współwystępują z kimberlitami.

AK1, Australia 100-680c/100t

Karbonatyty

Są to skały o grubym krysztale, przypominają pegmatyty. Dodatkowo zawierają fosforyty. Węglany pochodzenia magmowego, są to produkty krystalizacji magmy węglanowej. Tworzy pnie i żyły, sztoki i dajki.

Karbonatyty definiuje się jako nagromadzenie minerałów węglanowych związanych przestrzennie i genetyczne ze złożami intruzyjnymi o składzie ultrazasadowym alkalicznym. Karbonatyty są zatem skałami magmowymi zawierającymi > 50% węglanów.

Najmłodsze karbonatyty występują razem z kimberlitami wewnątrz płyt archaicznych. Cechą petrograficzną tych skał jest niedobór SiO2 oraz wzbogacenie w alkalia i składniki lotne.

Występowanie karbonatytów:

- na świecie jest 330 obszarów występowania ultrazasadowych głębinowych skał alkalicznych zawierających karbonatyty;

- największe z nich to kompleks karelsko-kolski, konderski w Rosji, Powderhorn (Kolorado) i Mountain Pass (Kalifornia) w USA, ponadto w Brazylii, Kanadzie, Boliwii, Niemczech, Szwecji, Norwegii, Finlandii, Grenlandii, Australii, Indii;

- w Polsce zlokalizowano jedno złoże karbonatytu - Tajna.

Wiek złóż jest bardzo zróżnicowany, od archaiku do mezozoiku. Karbonatyty są młodsze od skał otaczających. Cechą petrograficzną jest niedobór SiO₂, oraz wzbogacenie w alkalia i składniki lotne.

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

Kowdor, Rosja 700Mt, 6-7%P₂O₅

Palabora, S-Afryka 600Mt, 7% P₂O₅ złoże zbudowane koncentrycznie, w środku karbonatyty

Złoża Okruchowe

Złoże osadów mechaniczych

Złoża rozsypiskowe (okruchowe)

- Mechanizm powstawania rozsypiska

- Osadzanie materiału okruchowego - od największych do najdrobniejszych frakcji.

- Mechanizm powstawania przybrzeżnych złóż rozsypiskowych - związane z prądami morskimi

- Mechanizm powstania eolicznych złóż rozsypiskowych - mechaniczne sortowanie okruchów o różnej ciężkości (ciężkie zostają, lżejsze są wywiewane). W Polsce nie ma (i raczej nie było) złóż osadowych tego typu, z tym procesem wiążą się wydmy i pustynie (np. Błędowska, Gobi - śr. wysokość 1800mn.p.m.)

- Przenoszenie przez lód - formy często spotykane w Polsce i tam, gdzie doszło do zlodowacenia (Rosja, Kanada, Wlk. Brytania, Francja, Alaska itd.)

Geologiczne warunki powstawania złóż

- Związek ze skałami macierzystymi

- Związek z facjami skał okruchowych - uzależniony od siły czynnika przenoszącego osad (czynniki wysokoenergetyczne przenoszą najcięższe frakcje: żyły i kamienie, a niskoenergetyczne drobne frakcje)

- Czynnik geomorfologiczny - rzeźba terenu

- Czynnik tektoniczny - ilość opadów, wahania temperatury itd.

- Czynnik hydrograficzny

- Wiek geologiczny - np. czerwony spągowiec, pstry piaskowiec, odnoszą się do lądowych skał osadowych, powstałych w określonym czasie i warunkach.

Złoże okruchowe:

Eluwialne - powstałe w miejscu występowania.

Deluwialne - powstałe na zboczach

Proluwialne - powstałe u podnóża wzniesień

Aluwialne - mierzejowe, konturowe, dolinowe, terasowe, deltowe

Lateralne - osady morskie

Złoża współczesne

Złoża kopalne

Złoża lodowcowe

Złoża eoliczne

Powstają z minerałów odpornych na wietrzenie, w wyniku osadzania materiału okruchowego pochodzącego z erozji skał starszych. Złoża te występują wśród współczesnych i kopalnych osadów aluwialnych, deltowych, lagunowych przybrzeżnych, lodowcowych i eolicznych. Kopaliny w tych złożach są słabo scementowane, dość luźne i dają się łatwo urabiać i wzbogacać. Możliwa jest ich masowa, zmechanizowana i stosunkowo tania eksploatacja. Z tych złóż pochodzi znaczna część wydobycia:

- diamentów (RPA, wschodnia Syberia, Zair)

- złota (Alaska, Syberia, Kanada, Indie)

- platynowców, cyny (Wietnam, Chiny)

ponad to tytanu, magnetytu, chromitu i niektórych kamieni szlachetnych.

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.

1) Złoża Cr w utworach warstwowych skał ultrazasadowych i zasadowych przeławicone dunitami i perydotytami

Formy złóż to pseudopokłady zgodne o miąższości większej niż 1m, jakość chromitu zależy od zawartości Cr₂O₃. Stosunek Cr:Fe jest mniejszy niż w złożach typu podiform.

Obecność struktur typowych dla kumulatów, monomineralny charakter złoża. 45% światowej produkcji, 95% znanych zasobów.

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

2) Ważniejsze złoża Cr podiform

Ciała złożowe są podobne do strączków (pod - strączek). Chromit jedynym minerałem kruszcowym. Stosunek Cr:Fe większy, mniej żelaza na korzyść glinu.

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.

Gruppi Kempirsajska - Kazachstan, 90 Mt

Masinole Luzon - Filipiny, zasoby 13 Mt

Karak - Turcja, 2 Mt

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.

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 raczej płaskie i rozległe.

Złoża siarczków Ni-Cu PGM

Klasyfikacja tych złóż przeszła długą ewolucję:

- typ I - złoża impaktytowe (Sutbery, Ontario)

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

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

- typ T - złoże toleitowych intruzji (Monchegorsk, Rosja).

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.

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

Limonit (żelaziak brunatny)

Bardzo drobnoziarnista lub skrytokrystaliczna mieszanina minerałów (tlenków i wodorotlenków żelaza). Kiedyś uważana za odrębny minerał. Według dzisiejszych podziałów jest to rodzaj skały. Substancja bardzo pospolita i rozpowszechniona. Podstawowym składnikiem jest goethyt i lepidokrokit. Oprócz tego limonit zawiera też domieszki minerałów ilastych. Powstaje w wyniku procesów hydrotermalnych, a także sedymentacyjnych zachodzących w bagnach, jeziorach, wodach morskich.

Występuje w strefie utlenienia złóż kruszców żelaza jako spoiwo.

W Polsce:

- Rejon śląsko-krakowski

- Góry Świętokrzyskie

- Dolny Śląsk

- Ziemia Lubuska

Węgiel sapropelowy

Należy do węgli bitumicznych, powstaje w warunkach beztlenowych, przy udziale procesów gnilnych, nie brudzi palców. Węgiel saproelowy ma dwie odmiany: Kenel (nie zawiera glonów) i Boghead (zawiera glony).

Powstaje jako osad jeziorny, charakteryzuje się brakiem warstw, przełam muszlowy gładki, pali się kopcącym płomieniem (jak świeczka), robi się z niego rzeźby i pamiątki z węgla, ponieważ jest bardzo twardy

ma duże ciepło spalania, porównywalnie z najbardziej energetycznymi odmianami węgla kamiennego

Paleochannel

to złoże uranu wytrącające się na barierze geochemicznej typu redox przy wypływie potoków z gór na doliny przedgórskie, zmniejszenie siły nośnej powoduje zmianę warunków Eh. Potoki te wcześniej muszą erodować masywy metamorficzne lub magmowe zawierające uran, a wytrąca się w formie uraninitu (tlenek uranu UO2).

Skarny

Powstają na kontakcie skał magmowych kwaśnych ze skałami węglanowymi. Złoże metamorfogenne metali (Fe,Cu,W,Sn,Mn,Zn). W stosunku do kontaktu skał magmowych wyróżniamy:

-endoskarny - wewnętrzne ciała magmowe

-egzoskarny -zewnętrzne ciała magmowe

Skarny są z reguły skałami czarnymi, czarno-zielonymi skałami o grubym ziarnie, w których łatwo jest odróżnić skł.: wezuwian, granaty, tlenki żelaza, baryt, fluoryt. Średnio i drobnokrystaliczne skały trudno jest odróżnić makroskopowo. Charakterystyczne jest to, że się gruzowo rozpadają. Zasięg wpływu intruzji na skały otoczenia nie przekracza 1,2km.

Galman

Ruda cynkonośna. Mieszanina smitsonitu, dolomitu, kalcytu. Galman węglanowy zawiera smitsonit występujący gł. na wyżynie śląsko-krakowskiej w złożach rud Zn i Pb. Mineralizacja siarczkami Zn i Pb występuje w skałach wieku od dewonu po jurę. Znaczenie przemysł mają głównie rudy związane z dolomitami kruszconośnymi środkowego triasu. Rudy występują w postaci pseudo-pokładów, poziomych soczew lub wypełnień gniazdowych.

Coltan

Jest to surowiec, z którego pozyskuje się Kolumbit (Nb+Ta) i Tantalit (Ta). Występuje pierwotnie w złożach pneumo-hydrtermalnych typu albitytu.

1kg Ta2O5 = 60-400 $

Światowe zapotrzebowanie na ten surowiec stale rośnie dzięki rozwojowi urządzeń elektrycznych (telefonii komórkowej). Z powodu ograniczonego wydobycia w ciągu ostatnich lat ceny tantalu wzrosły dziesięciokrotnie.

Inne minerały:

- tapiolit FeTa2O6

- ixiolit

Kongo 70% wszystkich zasobów. Poszukiwanie tam coltanu i innych rud tantalu zostało zakazane przez ONZ, ponieważ doszło tam do wojny domowej. Cena za wydobycie coltanu wynosiła tam zaledwie 3$.

Rudy niobu i tantalu tworzy złoża:

- wczesnomagmowe w Columbitonośnych granitach

- wietrzeniowe aluwialne

- okruchowe aluwialne

Złoża laterytowe

Są złożami wietrzeniowymi. Są odkryte i zakryte. Czynniki wietrzenia:

woda, tlen CO2, kwasy organiczne i nieorganiczne, temp.

Procesy wietrzenia:

redukcja redox, rozpuszczanie, hydratacja, hydroliza.

Szybkość rozpuszczania minerałów magmowych jest odwrotna do szeregu Bowena, najbardziej podatne na wietrz są te minerały które krystalizują najwcześniej. Pokrywy wietrzeniowe:

nasycone, nienasycone, alitowe (gibbsyt i wodorotlenki Fe).

Złoża laterytowe tworzą się w strefie równikowej. W Polsce występuje złoże boksytów w województwie lubelskim, Szklary - pokrywa nasycona.

Złoża hydrotermalne (cz.)

Plutoniczne

Złoża powstałe na dużych głębokościach, związane są głównie z obszarami geosynklinalno-fałdowymi. Typowe złoże tej klasy występują w utworach magmowych i otaczających je skałach metamorficznych.

Wulkaniczne

Złoża hydrotermalne małych głębokości występują również w obszarach geosynklinalno-fałdowych, zwłaszcza w utworach wczesnego i późnego etapu rozwoju geosynkliny.

1

---