1. kolokvij ILMS rokovi Flashcards
1
Q
Ležište mineralnih sirovina
A
geološka tijela nastala u prirodu od različitih elemenata i spojeva u kojima je koncentracija korisnih komponenata dovoljno visoka da se mogu ekonomski uspješno eksploatirati
2
Q
Zašto potražnja za nekim metalima postupano pada?
A
- razvoj tehnologije (zamjena metalnih dijelova keramikom i plastikom)
- recikliranje (aluminij)
- zaštita okoliša (olovne cijevi se zamjenjuju bakrenim i plastičnim cijevima)
3
Q
Istraživanje i eksploatacija 1 rudnog ležišta se može podjeliti na nekoliko faza:
A
- istraživanje mineralnog ležišta (nalaženje rudnog tijela)
- izrada studije izvedivosti (dokazivanje komercijalne vrijednosti ležišta)
- razvoj rudarske aktivnosti (ogranizacija i uspostava cijele infrastrukture)
- rudarenje (pridobivanje rude)
- oplemenjivanje (mljevenje, procesi separacije)
- taljenje (priodbivanje metala)
- prerada (pročišćavanje metala)
- trgovina (transport produkta kupcu)
4
Q
Istraživanje (1. faza) se može podjeliti u sljedeće podfaze:
A
- odabir potencijalnog cilja istraživanja: ispitivanje potencijalnog tržišta, kretanje cijena…. (1-2 godine; 0.25 M USD)
- preliminarno ispitivanje: proučavanje literature, snimke s ciljem odabira i selekcije pogodnih područja za istraživanje određene mineralne sirovine, dobivanje dozvola, geološko kartiranja, geokemijsko istraživanje, geofizička istraživanja…. (2 godine; 0.5-1.5 M USD)
- početno istraživanje: detaljno geološko kartiranje, detaljno geokemijsko istraživanje, izrada istražnih jaraka, rovova, jama… (2-3 godine; 2.5-50 M USD)
- detaljno istraživanje: bušenje, detaljna mineraloška, kemijska i tehnološka ispitivanja rude (2 godine, 2.5-50 M USD)
5
Q
Što može utjecati na izbor područja za istraživanje:
A
- Lokacija
- Zaštita okoliša
- Porez
- Politika
6
Q
Rudarsko-geološka studija
A
stručna podloga pomoću koje se odabire lokacija za istraživanje i eksploataciju mineralnih sirovina.
7
Q
Nepodobna područja za istraživanje mineralnih sirovina:
A
- područja zabrane i ograničene gradnje
- područja naselja
- osjetljiva kontaktna područja
8
Q
Klasifikacija rudnih ležišta:
A
- magmatska ortomagmatska ležišta
- hidrotermalna
- autohtona sedimentna
- alohtona sedimentna
- metamorfogena ili metamorfozirana ležišta
9
Q
Magmatska ili ortomagmatska ležišta
A
- Ležišta nastala procesom ograničene frakcione kristalizacije
a. ležišta lakih elemenata rijetkih zemalja, apatit - Ležišta nastala frakcionom kristalizacijom silikatne taljevine
a. ležišta kromita
i. stratiformna ležišta u velikim uslojenim ultrabazično-bazičnim intruzijama
ii. podiformna ležišta u ofiolitima - Ležišta nastala likvidnim nemiješanjem sulfidnih faza u taljevini
a. ležišta Ni-Cu sulfida u magmatskim i metamorfnim stijenama
i. Ni-Cu sulfidna ležišta vezana za intruzije gabra
ii. Ni-Cu sulfidna ležišta vezana za ultrabazične stijene (Zimbabve)
iii. ležišta platinske grupe metala (Bushweld) - Ležišta nastala likvidnim nemiješanjem sulfidnih faza u taljevini
a. ležište platinskim metala - Dijamantna ležišta u kimberlitima i lamproitima
- Pegmatitna ležišta
10
Q
Hidrotermalna ležišta
A
- Ležita vezana uz magmatske procese:
a. ležišta grajzena
b. skarnska ležišta
c. porfirna ležišta
d. polimetalna žična ležišta
e. sumporom „bogata“ epitermalna ležišta
f. sumporom „siromašna“ epitermalna ležišta
g. vulkanogena ležišta masivnih sulfida - Ležišta vezana za sedimentacijske procese
a. Mississippi Valley tip Pb-Zn ležišta (Irska)
b. SEDEX Pb-Zn(-Ag) ležišta, uranska ležišta u pješćenjacima
c. Kupferschiefer (Cu šejlovi)
11
Q
Autohtona ležiša
A
- Uslojena željezna ležišta
- Manganska ležišta
- Fosforiti
- Evaporitna ležišta (marinska i jezerska)
- Crni šejlovi (Ni)
- Rezidualna ležišta (boksit)
- Sekundarna obogaćenja (crni šešir)
12
Q
Alohtona ležišta
A
- rezidualni rezistati
- eluvijalni rezistati
- aluvijalni rezistati
- obalni rezistati
- marinski rezistati
- eolski rezistati
13
Q
Metalogene provincije + primjeri
A
specifična područja na kojima se nalaze ležišta nekog metala ili asocijacije metala. Primjeri: 1) Vulkansko-ekshalativna Sb-W-Hg ležišta donjeg paleozoika Istočnih Alpi (Švicarska-Austrija i do granice s Mađarskom); 2) metalogene provincije s ležištima kositra
14
Q
Vulkansko-ekshalativna Sb-W-Hg ležišta donjeg paleozoika Istočnih Alpi:
A
- zonalna distribucija metalnih ležišta
- 4 tipa mineralizacije
- bazični do kiseli magmatizam i hidrotemalna aktivnost
- gornji ortovicij do silur
15
Q
Metalogene provincije s ležištima kositra:
A
- većina ležišta kositra je nastala NAKON Prekambrija
- ležišta su ograničena na jasno markirana metalogena razdoblja
- jasna veza ležišta s kolizijskim s-tipom granita
16
Q
Wilsonov ciklus:
A
- Stabilni kraton
- Rano intra-kontinentalno riftovanje i napredno riftovanje
- Oceanizacija i nastanak ofiolita
- Subdukcija
- Subdukcija i zatvaranje oceana
- Kolizija
- Erozija, post kolizijski magmatizam
17
Q
Ležišta nastala u 2. fazi Wilsonova ciklusa:
A
- ležišta lakih elemenata rijetkih zemalja, apatit
- stratiformna ležišta u velikih uslojenim ultrabazičnim-bazičnim intruzijama
- ležišta grajzena
- Mississippi Valley tip Pb-Zn ležišta
- SEDEX Pb-Zn(-Ag) ležišta, uranska ležišta u pješćenjacijma
- Kupferschiefer (Cu šejlovi)
- Evaporitna ležišta
18
Q
Geološka strukturna shema Dinarida i okolnog područja:
A
- Dinaridska metalogena provincija je dio Alpsko-Himalajskog orogenog sustava
- Nastala je kao posljedica otvaranja i zatvaranja Vandarskog i Dinarskog ogranka Tethys oceana zbog sučeljavanja Afričke i Euroazijske kontinentalne ploče
- Zahvaća komplentim Alpskim Wilsonovim ciklusom od riftovanja do kolizije
19
Q
Tektonostratigrafske jedinice Dinarida:
A
- Jadransko-Dinaridska karbonatna platforma
- Dinaridski ofiloliti
- Pasivni kontinentalni rub
- Aktivni kontinentalni rub
20
Q
Tektonostratigrafske faze Dinarida:
A
- rano intra-kontinentalno riftovanje (Perm)
- napredno riftovanje (Trijas)
- oceanizacija i nastanje ofiolita (Jura i Donja Kreda)
- subdukcija (Gornja Kreda)
- kolizija (graniti)
- post-kolizijski magmatizam (grandioriti)
21
Q
Rano intra-kontinentalno riftovanje:
A
- Hidrotermalna stratabound i stratiformna (SEDEX) ležišta: Rude
- Hidrotermalno-metasomatksa Pb-Zn ležišta: Ljubija
- Epi-mezotermalna ležišta: Trgovinska i Petrova gora
- Ležišta vezana za terestičke i epitadijalne okoliše
a. Epigenetska sedimentna ležišta: Žirovski vrh
b. Dijagenetska sedimentna ležišta bakra tipa Kupferschiefer: Škofje
c. Ranodijagenetska ležišta barita Sabhka tipa: Mrzle vodice
d. Peritadijalna do Sabhka ležišta evaporita (ahnidrit i gips): Knin
22
Q
Napredno riftovanje:
A
- Niskotemperaturna Pb-Zn ležišta u karbonatnim stijenama: Sv. Jakob, Medvednica
- Sedimentno-ekshalativna (SEDEX) Fe, Mg, Ba, polisulfidna i Hg ležišta: Idrija, Tršće (Gorski Kotar)
23
Q
Oceanizacija i nastanak ofiolita:
A
- Podiformi kromit u ofiolitima: Ozren
- ležišta magnezita: Ozren
- ležišta talka: Ozren
- Ležišta hrizotil azbesta: Bosansko Petrovo Selo
- Ležišta bakra Cipar-tipa: Ribnica
24
Q
Kolizija:
A
- pegmatiti, apliti i grajezni: Motajica
2. ležišta kaolinita: Motajica
25
Post-kolizijski magmatiziam:
1. Pb-Zn polisulfidna hidrotermalna ležišta: Srebrenica
2. Ležišta soli: Tuzla
3. Ležišta bentonita: Gornja Jelenska
26
Kontrolni faktori i primjeri
lokalni, regionalni i globalni
Primjeri kontrolnih faktora:
1. magmatksa ležišta: u prostornoj i genetskoj vezi s bazičnim i ultrabazičnim magmatskim stijenama (globalni kontrolni faktor)
2. ležišta kromita: mogu nastati u peridotitnim i gabro-peridotitnim stijenama (regionalni k.f.)
3. ležišta kromita nastala u okivru alpinotinih ultabazičnih kompleksa: najčešće u baznim zonama dunita (lokalni faktor)
27
Kontrolni faktori pri prognoziranju:
1. Magmatski kontrolni faktor: definira genetsku povezanost određenih ležišta MS s određenim magmatskim kompleksima
2. Strukturni kontrolni fakator: definira ovisnost lokacije ležišta o strukturnim karakteristikama stijene u kojoj se ležište nalazi
3. Facijesni kontrolni faktor: definira povezanost facijesnih karakteristika stijene sa smještajem ležišta MS
28
Magmatski kontrolni faktor (tipovi veze):
1. genetska: direktna povezanost stvaranja edogenih rudnih ležišta (ležišta nastala u dubljim djelovima kore) s određenim tipom magamatskih kompleksa (bazičnim i ultrabazičnim)
a. primjeri 1: ležišta Cu-Ni sulfida (kromiti); ležišta dijamanata (kimberliti)
b. primjeri 2: ležišta piezolektričnog kvarca, optičkog flourita i dragog kamenja su vezani za pegmatite formiranih na malim dubinama, u obliku pegmatitskih gnijezda u donjim zonama epizonalnih granita (nastalih u najvišljim zonama metamorfoze); ležišta rijetkih metala vezana za pegmatite nastalih na srednjim dubinama koji se nalaze kraj granita
2. paragenetska: taljevina i rudnosni fluid vode podrijetko iz zajednikog magmatskog ognjišta, pri čemu prostorna povezanost ovisi o strukturnoj kontroli i vremenskoj povezanosti magmatizma i orudnjenja (Motajice)
3. agenetska: blisko smještena rudna ležišta i magmatski kompleski nemaju genetsku vezu (npr. rudonosni fluid i magmatksa taljevina su koristili iste puteve tijekom različitih metalogenih epoha)
29
Pojedinačna mineralna faza ili mineralna asocijacija u sebi nose zapise o evoluciji rudonosnog fluida.
Pojedinačna mineralna faza ili mineralna asocijacija u sebi nose zapise o evoluciji rudonosnog fluida.
30
Parageneza
- asocijacija rudnih minerala, sa ili bez jalovinskih minerala koji su nastali u isto vrijeme i u kemijskoj ravnoteži
31
Paragenetska sekvenca
kronološki redosljed formiranja parageneze u nekom rudnom ležištu
32
Zoniranje
prostorna distribucija glavnih elemenata, elemenata u tragovina, mineralnih faza, mineralnih asocijacija ili struktura u rudnim ležištima
33
Regionalno zoniranje
najveće po prostiranju. Genetski je povezano s geokemijom magmatskih stijena pa je manifestacija tektonike ploča (primjer: subdukcija na zapadnoj obali Sjeverne Amerike)
34
Lokalno zoniranje-
određene asocijacije minerala karakteristično se formiraju u više-manje konstantnoj sekvenci u hidrotermalnim ležištima (Cornwall)
35
Lokalno zoniranje u Cornwall-u:
• tijekom Perma došlo je do magmatske aktivnosti i intrudiranja S-granita u Paleozojske sedimente što je uzrokovalo termalni metamorfizam
• u drugoj fazi magmatske aktivnosti došlo je do pojave q-porfirnih dajkova
• u završnoj fazi je ošlo do deponiranja mineralizacije u magmatskim i sedimentnim stijenama
• Razlikuju se 4 mineralne zone:
o Fe-Mn rude koje sadrže i Sb-sulfosoli
o Pb-Zn-Ag rude
o Cu-As-Sn rude
o Sn- rude
• Zoniranje je posljedica opadajuće temperature i tlaka s udaljevanjem od granitskih intruzija
36
Primarna horiontalna zonalnost karakteristična je za hipoabisalne granitoidne stijene, a NIJE karakteristična za subvulkanska ležišta.
Primarna horiontalna zonalnost karakteristična je za hipoabisalne granitoidne stijene, a NIJE karakteristična za subvulkanska ležišta.
37
Granitne taljevine mogu nastati:
1. taljenjem stijena gornjeg omotača (M-tip granita)
2. taljenjem magmatskih stijena dubljih dijelova kontinentale kore (I-tip granita)
3. taljenje sedimenata i njihovih metamorfnih ekvivalenata (S-tip granita)
4. taljenje stijena koje su već jednom doživjele anateksiju (parcijalo taljenje) (A-tip granita)
a. HHP-graniti (high heat production); posebni podtip A-tipa granita koji ima povišen sadržaj K, U i Th
38
Pokazatelji kod razlikovanja rudonosnih i sterilnih granita:
1. Uvrđivanje stvarne veličine i oblika intruzivnog tijela (geofizika, bušenje)
2. Određivanje odnosa stijenskih masa pojedinih faza
3. Istraživanje intruzivnog aparata (dovodnog kanala)
4. Proučavanje morfoloških karakteristika krovinskog dijela intruziva i krovinskih dijelova pojedinih faza
5. Određivanje dubine intruziva u odnosu na današnji horizont otkrivenosti
39
Geokemijska karakterizacija granitnog kompleksa:
• Graniti mogu biti obogaćeni s visokim sadržajem: Ta, Mo, W, U, Be, Sn, Li, F, P
• Paragenetski kompleski granita:
1. Sn-W
2. W-Mo
3. Nb-Ta
4. W-Au
5. U
• Pokazatelji koji se gledaju kada se utvrdi da je neki granitni kompleks potencijalno rudonosan:
1. najinteresantniji dijelovi plutona su oni koji se nalaze iznad dovodnog kanala
2. ležišta koja nastaju iznad plutona moraju imati još dovoljno debelu sačuvanu krovinu
3. većina štokverknih ležišta nastaje direktno u krovini iznad granitskog masiva
40
Tektonske strukture:
1. predrudne- bitne tijekom prospekcije
2. intrarudne- bitne tijekom prospekcije
3. postrudne- destruktivne, bitne za istraživanje i eksploataciju
41
Stanja naprezanja:
• slikovito se opisuje elipsoidom naprezanja s 3 međusobno okomite glavne osi
1. sigma 1 ili najdulja os- vektor najvećeg normalnog naprezanja
2. sigma 2 ili srednja os naprezanja- vektor srednjeg normalnog naprezanja
3. sigma 3 ili najkraća os- vektor namjanjeg normalnog naprezanja
• vektor naprezanja ima 2 komponente:
1. normalno naprezanje (sigma n)- djeluje okomito na ravninu
2. posmično naprezanje (sigma s)- djeluje paralelno s ravninom
42
Tektonske strukture mogu biti vezanje za
slojeve, bore, rasjede i pukotine
43
Strukturne slojevitosti mogu biti:
1. Strukture raslojavanja: značajne za stratiformna ležišta, za slojeve ili leće u litološki jednostavnim formacijama. Rudonosne otopine koriste stratifikaciju za protjecanje i odlaganje mineralizacije
2. Struktura ekrana: karakteristične za kontakt propusnih i nepropusnih stijena i zadržavaju se ispod litoloških diskontinuiteta (ukoliko su stijene iznad nepropusne). Formiraju ležišta migrabilnih elementata (As,Sb, Hg, ali i Pb i Zn)
44
Pukotinske strukture:
• deskriptivna strukturna analiza: razvrstavanje pukotina u tipove, definiranje orijentacije, prostornog rasporeda, vrste ispune...
• kinematička i dinamička strukturna analiza: izučavanje generalnog sklopa
• pukotine mogu biti:
1. vlačne (tenzijske) - okomite na os minimalnog kompresijskog stresa. Otvorene pukotine koje su ispunjene materijalnom *(vlak je manji pa je kao asocijacija da je minimalni komp. stres)
2. (po)smične pukotine- sijeku se po osi b te zatvaraju oštar kut prema osi a. Za ove pukotine su često vezana rudna tijela
3. tlačne (relasacijske)- okomite na os maksimalnog kompresijskog stresa kada njegovo djelovanje prestane. Ove pukotine su zatvorene i zbijene
45
Strukturna veza za bore
tjemeni dijelovi antiklinala najčešće PRIKUPLJAJU rudonosne otopine, a tjemeni dijelovi sinklinala imaju tendenciju njihovog raspršenja.
46
Rasjedne strukture:
1. Regionalne:
• velika dužina (od nekoliko stotina do nekoliko tisuća km)
• velika dubina ( od nekoliko desetaka do nekoliko stotina km)
• služe kao dovodni kanali magmi i pratećim rudonosnim otopinama
• predstavljaju markantne dislokacije čija aktivnost je obično više puta obnavljana
• endogena ležišta MS obično NE nastaju uz regionalne rasijede *endogena=nastala u dubljim djelovima zemljine kore
• u vrijeme magmatske aktivnosti i neposredno poslije nje, one predstavljaju otvorene sisteme kroz koje plinovi i hidroterme mogu brzo cirkulirati
• uvjetuju smještaj rudnosonih zona, ALI NE i ležišta i pojedinih rudnih tijela
2. Lokalne :
• nastaju iz regionalnih rasjednih strukura u pripovršinskim dijelovima zemlje
• u odnosu na regionalne, lokalni rasjedi imaju paralelan, dijagonalan ili okomit položaj
• udaljavanjem od regionalnih rasjeda sve se više zatvaraju te postaju zatvoreni sustav (idealna zamka za hidrotermalne otopine)
• najpovoljnije su one lokalne rasjedne strukture koje nemaju komunikaciju s površinom (već završavaju na nekoliko stotina metara ispod površine zemlje)
47
Najpovoljnija mjesta za nastanak rudnih ležišta vezana za lokalne rasjedne strukture:
1. mjesta presjecanja rasjeda
2. mjesta račvanja rasjeda
3. mjesta na kojima je došlo do promjene pravca pružanja ili pada rasjeda
4. mjesta gdje rasjedi presjecaju litološke članove povoljne za odlaganje rudonosnih minerala
48
Porfirna Cu-Au±Mo mineralizacija u Britanskoj Kolumbiji
• na prospekcijskom izdanku (P=40 km2) se vidi intruzivni kontakt alteriranog porfirnog grandiorita i alteriranog bazalta
• 3 tipa žica:
a. magnetit-kvarc-alkalijski feldspat±halkopirit
b. kvarc-magnetit
c. ekstenzijske kvarcne žice
• žice a i b su okružene alterijacijskom zonom ružičaste boje
• unutar rasjednih zona se nalaze alterirane mineralne žice debljine <1 m s kvarcom, kloritom, piritom, halkopiritom, sfaleritom i zlatom.
• Klorit i pirit se u alteriranim zonama izmjenjuju u getit i limonit
• geneza:
1. intruzija grandiorita
2. deformacijski procesi i formiranje žica a i b
3. nastavak magmatiza i formiranje felsičnih pa mafičnih aplitnih dajkova
4. deformacijski procesi i formiranje žica c
5. deformacijski procesi i nastanak rasjedne zone
6. ispunjavanje rasjedne zone mineralizacijom
49
Priroda i morfologija rudnih tijela:
1. Diskordantna:
a. pravilno ograničena rudna tijela
i. pločasta rudna tijela
ii. cjevasta rudna tijela
b. nepravilno ograničena rudna tijela
i. impregnacijska ležišta
ii. rudna tijela nastala potiskivanjem postojećih stijena
2. Konkordantna:
a. u sedimentnim stijenama:
i. u vapnencima
ii. u glinovitim stijenama
iii. u psamitima * u biti pijesak
iv. u psefitima *u biti šljunak
v. u kemijskim sedimentima
b. u magmatskim sijenama
i. u vulkanitima
ii. u plutonitima
c. u metamorfnim stijenama
d. rezidualna ležišta
50
Pločasta ležišta:
* protežu se u 2 dimenzije dok je 3. dimenzija bitno manja
* npr. rudne žile
* najčešće su razvijene u pukotinskim sustavima
* ispunjenje u žilama može biti od 1 minerala ili prorastanja rudnih minerala i jalovine
51
Cjevasta rudna tijela:
* tijela su relativno kratka u 2 dimenzije, a dugačka u 3. dimenziji
* Primjer: Queensland-New South Wales, Herberton (Queensland)
52
Impregnacijska rudna tijela:
* rudni minerali su raspršeni unutar stijene domaćina ili se nalaze u obliku blisko smještenih žilica (štokverk)
* najčešće se javljaju u porfirnim kiselim i neutralnim plutonskim magmatskim intruzijama
* iz njih se dobiva najveći dio svjetske proizvodnje bakra i molibdena
* značajni udio svjetske proizvodnje kositra, zlata, srebra, žive i urana
* diseminirana porfirna ležišta bakra spadaju među najveća rudna ležišta u svijetu
53
Rudna tijela nastala potiskivanjem postojećih stijena:
* nastala procesom metasomatske zamjene gdje je stijena domaćin potisnuta rudonosnim otopinama
* procesi se odvijaju na visokoj temperaturi i na kontaktu sijene domaćina sa srednjim do velikim magmatskim intruzijama (kontaktno metamorfna ležiša: skarn)
* npr. Iron Springs, Utah
54
Konkordantna rudna tijela u sedimentnim stijanama
• važni izvor metala, posebno željeza i baznih metala
• mogu biti:
o integralni dio stratigrafske sekvence
o epigenetska ispunjenja pornog prostora
o nastali procesom potiskivanja
• rudna tijela su stratiformna (razvijena u 2 dimenzije tj. paralelna sa slojevitosti)
• npr. SEDEX tip mineralizacije na području Sullivan, Kanada
55
Vapnenci kao stijene domaćini:
* često su stijene domaćini za sulfidna ležišta baznih metala
* sedimentna rudna tijela su često razvijena u zonama s povišenim permeabilitetom
* npr. Pb-Zn orudnjenje u Bingham, Utah
56
Glinovite stijene kao stijene domaćini:
• često su stijene domaćini za sulfidna ležišta baznih metala
• primjeri:
1. Kupferschiefer serija permske starosti u Njemačkoj (šejl obogaćen bakrom)
2. Sullivan, Britanska Kolumbija (najveće Pb-Zn rudno tijelo na svijetu, stijena domaćin je gornjoprekambrijski argilit)
57
Psamiti kao stijene domaćini:
* u njima se javlja mehanička akumulacija minerala visoke gustoće u obliku slojeva obogaćenih teškim mineralima u pleistocenskim i holocenskim pijescima
* nanosna ležišta obalnih pijesaka važni su izvor Ti, Zr, Th, Ce i Y
* primjeri: feldpatski pješčenjaci u bakrenom pojasu Zambije; Chennai (Indija)
58
Psafiti kao stijene domaćini:
* aluvijalni šljunci i konglomerati
* većina svijetskog zlata dobiva se iz zlatonosnih konglomerata prekambrijske starosti u Južnoj Africi
* primjer: Witwatersrand konglomerat, Joel Gold rudnik- radilo se je vjerojatno o kanalnom facijesu sedimenata
59
Kemijski sedimenti kao stijene domaćini:
* sedimentne Fe i Mn formacije i evaporiti formiraju prostrana rudna tijela
* npr. otvoreni kop gipsa i anhidrita u Huttenheimu, Njemačka
60
Vulkaniti kao stijene domaćini:
• najvažniji tip orudnjenje u vulkanskim stijenama su masivna sulfidna ležišta
• stratiformna tijela lećastog ili pločastog tipa
• razvijena na granici između pojedinih vulkanskih varijeteta ili na granici vulkanskih i sedimentnih stijena
• npr. Kiruna, Švedska
• Sulfidni varijeteti se djele na 3 tipa:
1. Zn-Pb-Cu
2. Zn-Cu
3. Cu
• najčešća stijena domaćin je riolit i dominantno je u vezi s Pb rudom
• najčešće su Cu rude
• horizonti mogu predstavljati promjene u sastvau vulkanske stijene, promjene iz vulkanizma u sedimentaciju ili pauzu u vulkanizmu
• uska veza sa vulkanoklastičnim stijenama
61
Plutoniti kao stijene domaćini
* ritmičko proslojavanje
* proslojavanje: izmjena slojeva mafičnih i felsičnih minerala
* ekonomski značajni minerali: krom, magnetit i ilmenit
* stratiformne nakupine ekonomski znajačnih minerala (npr. BIC u JAR i Great Dyke u Zimbabweu)
* likvidni segregati (SIC u Kanadi)
* Ni-Cu sulfidna tijela se formiraju kao nemješljiva komponenta u ultrabazičnoj i bazičnoj taljevini
* sulfidna tijela formiraju ploče ili nepravilne leće koje su konkordantne sa silikatnom stijenom
62
Metamorfne stijene kao domaćini
* metamorfni ekvivalentni ležišta nastalih u sedimetnim i magmatskim stijenama
* primjer: BIF (*Banded iron formation, različiti dijelovi svijeta)
63
Rezidualne stijene kao domaćini:
* ležišta nastala procesima trošenja i uklanjanja nerudnog materijala iz protora
* npr. trošenjem sepentina mogu nastati Ni-lateriti (Musongati (država Burudni u Africi) )
64
Geološki model
model predstavlja skup svih raspoloživih podataka. Taj skup bi trebao sadržavati najinformativnije i vjerodostojne karakteristike o određenom tipu ležišta. Može biti empirički i genetski.
65
Primjeri geoloških modela
rezidualna ležišta zlata (npr. Witwatersand konglomerati, Joel Gold rudnik) ima dobro razvijeni model, dok vulkanogena masivna sulfidna ležišta (VMS) nemaju dobro razvijeni model
66
2 primjera ležišta urana vezana za tektonsko-erozijsku diskordanciju:
1. Athabasca basin (CAN)
| 2. Aligator river basin (AUS)
67
Selektiranje područja za istraživanje neke MS se obavlja uz pomoć:
1. geološke i metalogene karte
2. satelitskih snimki i zračnih fotografija
3. znanstvena i stručna literatura
4. geofizički podaci
5. geokemijski podaci
6. izvještaji i publikacije rudarskih kompanija
68
Selektiranje područja za istraživanje epitermalnih ležišta zlata u Turskoj:
* arsen, antimon i živa
* većina pojava zlata ekonomski neisplativa jer je locirana u visokotemperaturnim metamorfnim stijenama
* ekonomski su isplativa samo kad su pojave zlata vezane za rasjednu građu i vulkanite
69
Prospekcijske indikacije mogu biti:
1. alterirane zona oko rudnog tijela,
2. rudni izdanci i tragovi starog rudaranja
3. elementarni indikatori
4. mineralni indikatori
5. geokemijske anomalije
6. geofizičke anomalije
7. geomorfološke karakteristike
70
Alteracije-
svaka promjena u mineralnom sastavu stijene uzrokovana posredstvom fizičkih i kemijskih čimbenika, a naročito djelovanjem hidrotermalnih fluida
71
Alteracija može nastati kao rezultat:
1. dijageneze u sedimentima (npr. dolomitizacija vapnenca u Mississippi Valley ležištima)
2. regionalnih procesa npr. metamorfizma (npr. sosiritizacija)
3. postmagmatskih ili postvulkanskih procesa (npr. hlađenje bazaltnih stijena)
4. trošenja uslijed djelovanja meteorskih voda
5. direktnih procesa mineralizacije (npr. alteracija asocirana s PCD)
72
Alteracijska zona
prostor koji zaokuplja alteracijski efekt- pomažu pri zoniranju. Npr. Izdanak porfirnog bakrenog ležišta u Morenci, Arizona
73
Priroda alteracijskih produkata ovisi o:
1. tipu stijene domaćina
2. sastavu fluida
3. temperaturi i tlaku kod kojih se reakcija odvijala
74
Glavni problemi i pitanja vezana za alteracijske zone:
1. Da li su s određenim tipovima ležišta asocirani određeni tipovi alteracijskih produkata?
2. Da li se mineralna parageneza alteracijskih zona nastalih na većoj dubini razlikuje od one nastale na manjoj dubini?
3. Kakve promjene se mogu očekivati u stijeni domaćinu na različitim udaljenostima od rudnog tijela?
4. U kojem djelu alteracijske zone postoji najveća vjerojatnost za pronalaženje rudnog ležišta?
5. Što možemo saznati o transferu masa, geokemiji sustav i kako zapravo nastaju rude?
75
Hidrotermalna alteracija je dominantno izražena kod:
1. epigenetskih hidrotermalnih ležišta asociranih s intermedijarnim do felsičnim magmatizmom
2. procesa vezanih za oceansko dno uz srednjeoceanske grebene i transformne rasjede
76
U svakom alteracijskom sustavu između cirkulirajućih fluida i okolne stijene postoji:
1. temperaturni gradijent
2. gradijent tlaka
3. gradijent sastava
77
Parageneza alterirane zone uvijetovana je:
1. tipom alteracijskih reakcija
2. sastavom stijene domaćina
3. pritiskom i temperaturom okoliša u kojem se reakcije odvijaju
78
Tipovi reakcija koje determiniraju nastanak alteriranih zona:
1. hidroliza
2. hidratacija-dehidratacija
3. alkalni metasomatizam
4. dekarbonacija i karbonacija
5. silikacija
6. silifikacija
7. oksidacija-redukcija
8. sulfidacija i desulfidacija
9. fluoridacija
79
Hidroliza (alterirane zone)
za prevođenje bezvodnih silikata (poput feldspata) u hidrolizirane silikate (poput tinjca i minerala glina) te da puferira pH fluida što utječe na topivost komponenata u njemu. Trošenje H+ da bi se alterirao feldspat u muskovit utječe na pH fluida i stupanj disocijacija tj. hidroliza feldspata direktno utječe na karakter fluida
80
hidratacija (alterirane zone)
uzimanje molekularne vode iz fluida u mineral
81
Dehidratacija (alterirane zone)
odnošenje molekula vode iz minerala u fluid
82
Dekarbonacija (alterirane zone)
javlja se kod nastanka skarnova kada iz vapnenca i dolomita nastaju silikati i oksidi uslijed odnošenja CO2
MgCO3-MgO+CO2
83
Silifikacija (alterirane zone)
nastanak kvarca ili neke njegove polimorfne modifikacije
84
Silikacija (alterirane zone)
nastanak nekog silikatnog minerala (koji nije kvarc ili neka njegova polimorfna modifikacija)
85
Oksidacija-redukcija (alterirane zone)
utječu na nastajanje minerala koji sadrže željezo i/ili sumpor, ali i na sisteme koji sadrže Mn, V i U
86
Sulfidacija (alterirane zone)
reakcija kada kao produkt reakcije nastaje neki sulfid
87
Fluoridacija (alterirane zone)
- reakcija kada kao produkt reakcija nastaje mineral koji sadrži fluor
88
Najčešći tipovi alteracija:
1. Sericitizacija
2. Argilitizacija
3. Propilitizacija
4. K-alteracija
5. Kloritizacija
6. Karbonizacija
7. Silifikacija
8. Feldspatizacija
9. Turmalinizacija
10. Piritizacija
11. Hematizacija
89
Osnovne alteracijske parageneze i acocijacije su:
1. kalijska ili biotit-ortoklas alteracija
2. propilitska alteracija
3. filitska ili sericitska alteracija
4. argilitska alteracija
5. napredna argilitska alteracija
6. grajzen
7. skarn
90
Asocijacija
znači da se minerale faze se nalaze u kontaktu
91
Kalijska:
* procesi koji odvijaju kod POVIŠENIH K+/H+ vrijednosti:
* K-metasomatizam
* K-felspat je stabilan
* biotit i sericit
* može sadržavati anhidrit, apatit, flourit, halkopirit, pirit, magnetit, hematit....
92
Propilitska:
* u sustav ulaze H2O, H+, CO2 i S
| * kristaliziraju: epidot, klorit i karbonati (koji zamjenjuju plagioklase, biotit i hornblednu)
93
Filitska alteracija:
* K+/H+ je u polju sericita i dolazi do izluživanja svih alkalija OSIM kalija
* primarni silikatni minerali alterirani su u sericit i kvarc
* akcesorni minerali: pirit, klorit, rutil i leukoksen
94
Argilitska alteracija:
* relativno NISKE temperature i NISKI odnos K+/H+
* kaolinit je dominantan
* kaolinit nastaje iz plagioklasa
* montmorilonit i amorfni alofa nastaju iz amfibola i plagioklasa
* K-feldspat je metastabilan i ostaje u sistemu dok su ostale alkalije izlužene
* često se nalaze flekice sericita
95
Napredna argilitska alteracija:
* nastaje pri NISKIM K+/H+ i Na+/H+ odnosima tj. u jako kiselim fluidima
* jako izluživanje svih alkalija
* kod nižih temperatura nastaju kaolinit i dikrit
* kod viših temperatura nastaju pirofilit ili pirofilit i andaluzit
* često se nalazi kvarc, ostali minerali su topaz, turmalin....
96
Grajzen:
• sličan naprednoj argilitskoj ili filitskoj alteraciji, no sadrži više sericita ili muskovita i ne sadrži pirofilit
• Dominiraju kvarc, muskovit i topaz
• akcesorni minerali: turmalin, fluorit, rutil, kasiterit, volframit i magnetit
primjer: grajzenska žica u Cornwall-u
97
Skarn:
* asocijacija Ca i Fe silikata koji zamjenjuju vapnence ili dolomite uslijed unosa velikih količina Si, Al, Fe i Mg
* rudni minerali: pirit, halkopirit, galenit, magnetit, kovelin i enargit
* npr. Iron Spring, Utah
98
Najčešći tipovi alteracija u felsičnim stijenama:
* sericitizacija
* argilitizacija
* silifikacija
* piritizacija
99
Najčešći tipovi alteracija u neutralnim i bazičnim stijenama:
* kloritizacija
* karbonatizacija
* sericitizacija
* piritizacija
* propilitizacija
100
Najčešća parageneza u karbonatnim stijenama je skarn.
Najčešća parageneza u karbonatnim stijenama je skarn.
101
Zašto treba istraživati jalovinske materijale?
1. zbog genetske povezanosti s rudnim mineralima
2. razumijevanja sastava rudnonosnih fluida
3. u njima se provode istraživanja fluidnih inkluzija i izotopna istraživanja
4. predstavljaju putokaz za prepoznavanje rudonosnih struktura i potencijalno orudnjenih zona
102
Neke specifične asocijacije:
* kvarc čađavac-uran
* apatit-magnetit (am)
* fluorit- olovo i cink (ofc)
* barit- olovo, srebro i bakar (sob)
* turmalin, topaz- kasiterit
* arsenopirit- kositar, zlato i volfram
103
Alteracija asocirana sa porfirnim bakrenim ležištima
• Porfirno bakreno ležište- veliko nisko-srednje orudnjenjo ležište građeno od halkopirita i molibdena u kojemu hipogena sulfidna i silikatna mineralizacija zahvaća kalijsko-filitsko-argilitsko-propilitsku alteraciji te koja je vremenski i prostorno vezana s epizonalnim kalcijsko-alkalijskim intruzijama
104
Alteracija asocirana sa porfirnim bakrenim ŽIČNIM ležištima
• Butte, Montana
• kvarc monocit se sastoji od kvarca, K-feldspata, biotita, horblende...
• mineralizacija je smješštena u tenzijskim pukotinama
• 2 faze mineralizacije:
1. predfaza- tanke žice u centralnom dijelu mineralne zone
2. glavna faza- dva dominantna žična sistema:
Anaconda- žični sistem sa molibdenom i halkopiritom
mlađi Blue žični sistem
• predfaza: mineralizacija formirana iz juvenilne hidrotermalne otopine pri T=600-700 C
• glavna faza: najbogatije bakrom su rude kovelin, digenit, halkozin, enargit i bornit
• glavni rudni minerali u međuzoni: halkopirit, halkozin, bornit i enargit
• glavni rudni minerali u vanjskoj zoni: sfalerit i rodohrozit
• ležište je prožeto hidrotermalnim žicama
• zoniranje koje ide od žice prema primarnoj stijeni
• prisutne sericitska, argilitska i propilitska zona (2,3,4)
• prijelaz iz zone u zonu je postupan
• sericit se uvijek nalazi uz žicu
• sericit ne ulazi u svježu stijenu
• argilitska zona je izgrađena od kaolinitskih faza bliže žici i montmorilonitskih faza bliže neizmjenjenoj stijeni
• sadržaj sumpora pokazuje veliki skok u blizini žice
• željezo oslobođeno destrukcijom feromagnezijskih minerala formira pirit
• silicij oslobođen iz feldspata stvara kvarc
105
Važni gradijenti:
* gradijent sastava
* termalni gradijent
* gradijent pritiska
106
Primjer ležišta otkrivenog na temelju izdanka:
: Ersberg bakreno ležište u Irian Jaya u Indoneziji- silificirana zona se prikazala u formi topografskih uzvišenja
107
Željezni šeširi (gossans)- alterirane stijene bogate željezom koje sadrže Fe-okside.
Željezni šeširi (gossans)- alterirane stijene bogate željezom koje sadrže Fe-okside.
108
Ž.Š. se uglavnom sastoje od željezovih oksida nastalih površinskim trošenjem mineraliziranih stijena koje često sadrže i više od 50% željezovih sulfida (obično pirit)
Ž.Š. se uglavnom sastoje od željezovih oksida nastalih površinskim trošenjem mineraliziranih stijena koje često sadrže i više od 50% željezovih sulfida (obično pirit)
109
Boja izdanka ovisi o mineralu koji se troši, odnosno o produktima trošenja.
Boja izdanka ovisi o mineralu koji se troši, odnosno o produktima trošenja.
110
Boxworks
reliktne strukture ostale iza sulfida koji ostavljaju tragove svoga postojanja u obliku prostora koji su nekada zauzimali. Često su ispunjeni Fe-oksidima.
111
Kako razlikovati željezne šešire od ostalih lateritskih kora trošenja:
1. vizualni opis trošnih stijena
2. istraživanje reliktnih strukutura
3. kemijska analiza (Zr/TiO2), Cr
• primjer: istraživanje nikla u zapadnoj Australiji (Mt Keith, Zapadna Australija) (u željeznim šeširima se za limonit vežu Cu i Ni)
112
Instrumenti prilikom terenske prospekcije:
1. scintilometar- determiranje gama-zračenja
2. instrumenti za mjerenje magnetskog susceptibliteta- određivanje tipa stijene
3. ultravioletne lampe- detektiranje fluorescencije, npr. kod šelita
4. detektori koji rade na principu elektrokemijskog potencijala
113
Terenski laboratorijski pokusi:
1. minerali olova se stavljaju u smjesu K-jodida i klorovodične kiseline- svjetložuta boja
2. cink u reakciji s K-ferocijanidom- svjetlocrveni precipitat
114
Mobilnost mineralnih iona (sulfida) u zoni trošenja ovisi o sastavu podzemnih voda i okolnih stijena; npr:
• Fe i Pb oksidiraju u stabilne komponente i u Si i Ca stijenama, a zaostaju u zoni trošenja
• Mo, Zn, Ag i Cu su topivi u sulfatnim otopinama koje cirkuliraju kroz Si-bogate stijene, ali fromiraju stabilne oksidacijske produkte u vapnencu
Mobilnost mineralnih iona (sulfida) u zoni trošenja ovisi o sastavu podzemnih voda i okolnih stijena; npr:
• Fe i Pb oksidiraju u stabilne komponente i u Si i Ca stijenama, a zaostaju u zoni trošenja
• Mo, Zn, Ag i Cu su topivi u sulfatnim otopinama koje cirkuliraju kroz Si-bogate stijene, ali fromiraju stabilne oksidacijske produkte u vapnencu
115
Površinske zone trošenja sulfidnih ležišta kao indikatori orudnjenja:
• supergeni procesi- cirkulacija meteorske vode uz istodobnu okidaciju i trošenje
• meteorska voda okidira primarne sulfidne minerale i preraspodjeljuje metalne rudne elemente
• metali podzemnom vodom putuju prema dolje i reagiraju s hipogenim sulfidima- nastaju sekundarni sulfidi sa većim sadžajem metala od primarne rude
• osnovni uvjeti za supergeni proces:
o visok saržaj pirita
o velika permeabilinost
o kisikom bogate meteorske vode
• Utjecajem meteroske vode bogate kisikom na pirit najstaje sulfatna kiselina i hematit ili sulfatna kiselina i fero-sulfat. Uslijed oksidacije dolazi do oksidacije željeza.
• Feri-sulfat oksidira druge sulfidne minerale i sam se reducira u fero-sulfat
• Halkozin pod utjecajem meteorske vode direktno oksidira uz oslobađanje Cu u obliku Cu-sulfata
• Iz halkozina nastaju elementarni bakar i kuprit
• Oksidacijom elementarnog bakra i kuprita nastaje tenorit
• Cu otopine u prisustvu vapnenca formiraju hidokarbonate bakra
• Ispod vodnog lica su reduktivni uvjeti i dolazi do reakcije primarnih sulfida s Cu iz meteorske vode i nastaju halkozin i kovelin
• Halkozin obično nastaje u gornjem dijelu, a kovelin u donjem dijelu zone obogaćene sekundarnim sulfidima
116
Elementi indikatori u kori trošenja vezani za ležište bakra:
1. Cu,Mo i Ag karakteristični su za porfirna ležišta bakra
2. Cu, Se i Te karakteristični su za piritno-halkopiritna ležišta
3. Cu, Pb i Zn karakteristični su za polimetalna ležišta bakra
