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
J
T
Perm
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
...
licha2