Geologi

Question 1

Vilka typer av naturresurser har ett geologiskt ursprung?

Answer 1

Malm (järnmalm, kopparmalm etc), mineral, vatten, energiresurser (torv), ballast (små sten), natursten, ädelstenar

Question 2

I vilken mån kan naturresurserna återanvändas?

Answer 2

Vissa metaller har en hög återanvändning (så som Al. Fe. Cu, Pb, Au), icke förnybart dock.
Av industrimineral är det en låg återanvändning, icke förnybart.
Ballast har en begränsad återanvändning, restprodukter finns som kan användas till diverse saker, men icke förnybart.
Natursten har en viss återanvändning, icke förnybart.
Ädelstenar har en viss återanvändning, syntetiska alternativ finns, dock inte förnybart
Energiråvaror har ingen återanvändning, förutom möjligtvis kärnbränsle, men är inte förnybart.
Vatten förnyelsebart för ytvatten och ytligt grundvatten. Ej för djupa akvifer.

Question 3

Varför producerar inte varje land den mängd naturresurser som motsvarar landets behov?

Answer 3

Det är en obalans i fråga om tillgång och förbrukning av naturresurser i världen. Exempelvis järnmalm där Kina och Europa förbrukar mycket och därmed behöver importera från ställen så som Brasilien och Australien. Det är exempelvis svårt att odla kaffe i Sverige men vi dricker det ändå.

Question 4

Hur mycket metall och mineralråvaror använder en västerländsk människa under sin livstid?

Answer 4

30 ton mineral och metaller bortsett från exempelvis zink, bly, koppar och järnmalm.

Question 5

Vad är viktigt för en hållbar utveckling utifrån ett mineral perspektiv?

Answer 5

Ökad återanvändning och återvinning. Minskad miljöpåverkan vid brytning är av vikt.

Question 6

Var finns det gruvor i Sverige, och hur stor är Sveriges produktion av metaller i ett EU-perspektiv?

Answer 6

Gruvor finns i Bergslagen, Skelleftefältet och Norra Norrbotten. Sverige står för 89% av EU:s produktion av järn, 46% av blyet, 36% av zinket, 23% av guldet, 22% av silvret och 11% av kopparn.

Question 7

Vilka positiva och negativa effekter har gruvdriften (lokalt och globalt)?

Answer 7

Negativa: tar markområden i anspråk (men det gör även turism och nöje etc), förändrar landskapsbilden och slår ut lokala ekosystem (gräver ett stort hål osv), kommer i konflikt med annan markanvändning (skogsbruk, rennäring), sprider stoft och tungmetaller, skapar buller och vibrationer.
Positiva: arbetstillfällen, bidrar till BNP (pengar – export), metallproduktion (nödvändigt för vår livsstil)

Question 8

Kommer våra naturresurser (metalltillgångar) att ta slut?

Answer 8

Vi konsumerar tillgångarna snabbare än de produceras. Högre levnadsstandard – högre efterfrågan. Jordens metalltillgångar kommer inte ta slut men dom kommer bli svårare att hitta, malmerna blir mer låghaltiga och dyrare att producera. Detta kommer resultera i högre pris, minskad användning och istället användning av andra substitut.

Question 9

Beskriv jordens uppbyggnad och dess fysikaliska egenskaper.

Answer 9

Jorden består av en skorpa, en mantel, en yttre kärna och en inre kärna. Den inre kärnan är fast medan den yttre kärnan är flytande och består av ”järn”. Manteln består av stenmaterial. Skorpan är helt fast och består av bergarter likt dom vi kan se på jordytan. Jorden är en levande planet där värme produceras genom radioaktivt sönderfall (uran etc) i jordens inre. Det är cirka 6000 grader i jordens centrum vilket leds bort genom konvektion.

Question 10

Vilka två grundämnen dominerar i jordskorpan och vilket grundämne dominerar totalt i jordklotet?

Answer 10

I jordskorpan är syre och kisel vanligast medan syre och järn dominerar totalt i jordklotet.

Question 11

Jordbävningar och vulkanutbrott är bevis på att jorden är en geologiskt levande planet. Varför sker detta? Var förekommer dessa geologiska fenomen främst?

Answer 11

Värme produceras genom radioaktivt sönderfall i jordens inre, denna värme leds sedan bort genom konvektion. På grund av dessa strömningarna orsakas spänningar på jordytan. Jordskorpan är uppdelad i plattor som rör sig – i gränserna mellan dessa är det vanligast med jordbävningar och vulkanutbrott.

Question 12

Hur bildas bergskedjor?

Answer 12

Höga bergskedjor skapas när kontinenter rör sig över jordens yta och kolliderar med varandra. Tex Himalaya när Indien krockade med Asien.

Question 13

Vad är drivkraften till att plattorna rör sig relativt varandra?

Answer 13

Smält material från jordens inre stiger upp och stelnar till bergarter. Då jordens omkrets är konstant måste den ständiga tillväxten av oceanisk skorpa kompenseras genom rörelse och förlust av plattor. Det sker bland annat genom subduktion som innebär att oceanisk skorpa försvinner ner i manteln och där gradvis smälter upp. Områden där detta sker kallas subduktionszoner.

Question 14

Vad är definitionen på ett mineral?

Answer 14

En i naturen uppträdande fast, oorganisk substans, som är definierad genom sin kemiska formel och kristallina uppbyggnad.

Question 15

Nämn tre kemiska huvudtyper av mineral och i vilken kemisk grupp återfinns de flesta bergartsbildande mineralen.

Answer 15

Ett grundämne, en kemisk förening eller en legering. De bergsartsbildande mineralen är oftast kemiska föreningar.

Question 16

Vilka är de tre huvudtyperna av bergartsbildande processer?

Answer 16

Magmatiska processer (bergartssmältor), sedimentära bergartsbildande processer (lösa sediment) och metamorfa bergartsbildande processer (ökat tryck och temp.)

Question 17

Beskriv hur magmatiska bergarter och dess undertyper bildas

Answer 17

Magmatiska bergarter bildas genom stelning/kristallisation av magma. Magma är smält mantel eller jordskorpa (silikater). Den stelnade magman ger upphov till olika sorters bergarter. Vulkanism är en produkt av processer djupare i skorpan och står genom gångar alltid i kontakt med en större magmakammare. Om en vulkan får utbrott kan ytbergart bildas. Om en sprickeruption uppstår i jordskorpan så kan gångbergart bildas i en spricka eller gång. Stelnad magma längre ner under jord bildar djupbergart. Ytbergarter har väldigt finkorniga mineral medan djupbergart har större. (Krom)malmer kan bildas av magma.

Question 18

Beskriv hur sedimentära bergarter och dess undertyper bildas

Answer 18

Sedimentära bergarter avsätts på jordytan, under vatten eller på land. Ofta syns sedimentära bergarter i skikt med olika karaktär. Epiklastiska sedimentbergarter är partiklar som har bildats genom vittring och erosion av berggrunden, exempelvis strandklapper och sand. Pyroklastiska sedimentbergarter är partiklar som bildats genom explosiv vulkanism och som transporterats bort från vulkanen genom utbrottet, exempelvis vulkanisk aska (söndersprängt lavaskum) eller pimpsten. Kemiska sedimentbergarter sker ofta i havet, exempelvis så är ytvattnet i tropikerna mättat på kalcit som fälls ut och avsätts som kalkslam på botten där det sen blir till hård bergart. Organogena sedimentbergarter är av organiskt ursprung – stenkol. Gröna växter blir till torv som blir till brunkol som blir till stenkol.

Question 19

Beskriv hur metamorfa bergarter bildas

Answer 19

Metamorfa bergarter bildas i processer djupare i skorpan där trycket och temperaturen är högre. I subduktionszoner skapas nya bergarter i bergskedjans rötter genom metamorfos. Nya bergarter bildas av gamla, exempelvis ger omkristallisering av granit, under riktat tryck och förhöjd temperatur, gnejs. Ytterligare ett exempel är att lerskiffer –> fyllit –> glimmerskiffer –> gnejs. Vissa ädelstenar kan även bildas från metamorfos.

Question 20

Beskriv bergartscykeln!

Answer 20

Magmatiska bergarter bildas genom vulkanutbrott och liknande. Sedan sker en vittring/erosion av dessa. Materialet transporteras till vattnet och hamnar på havsbotten. Där bildas sedimentära bergarter som sedan trycks neråt i jordytan. Det blir högre tryck och temperatur och metamorfos kan ske. Då bildas en metamorf bergart som sedan åker längre ner i jorden och till sist smälts upp och bildar magma. Denna magma bildar så småningom magmatiska bergarter…

Question 21

Genom vilka processer vittrar berggrund?

Answer 21

• Exogena krafter som påverkar jordytan påverkar även erosionen av jordytan. Det är krafter som orsakas av solens värmestrålning och månens dragningskraft.
• Genom fysikaliska processer som är klimatberoende, dessa sker oftast i ett kallare klimat. Det ger mekanisk sönderbrytning genom exempelvis frostsprängning.
• Genom kemiska processer som är klimat- och ytberoende. Dessa processer gen en omvandling och upplösning av mineral genom kemiska reaktioner. I ett varmt klimat dominerar denna process.
• Genom biologiska processer som ofta samverkar med kemisk vittring, exempelvis svampmycel som arbetar för att skicka näring till växter.

Question 22

På vilket sätt transporteras det mesta partikelmaterialet som frigjorts genom vittring?

Answer 22

Partiklar kan transporteras av rinnande vatten (älvar och floder), vågor och havströmmar, is (glaciärer), vind och av gravitationen. Vid mynningar i havet avsätts transporterat vittringsmaterial i ett delta som succesivt byggs på med sand och lera. Där kan man vaska pga att ytarinningen tar med sig partiklar.

Question 23

Morän är den vanligaste jordarten i Sverige. Hur har den bildats?

Answer 23

Glaciärer och inlandsisar rör sig som en trögflytande massa och skulpterar landskapet och bär med sig nedkrossat berg. När isen smälter avsätts allt material som burits med, detta material är osorterat och utgörs av sönderbruten och delvis nedmald berggrund – jordarten morän. Moränen innehåller alla kornstorlekar från stenblock till lerpartiklar.

Question 24

Vilka olika typer av aktörer finns det som bedriver prospektering?

Answer 24

Gruvföretag (kan köpa uppslag, gruvor eller slig), junior companies (företag med mindre än 10 anställda som ofta säljer sina objekt innan gruvetablering) och prospekterare (privatpersoner som utför enklare prospekteringsinsatser).

Question 25

Vad är det som till stor del styr variationerna mera kortsiktigt i hur mycket pengar som satsas i prospektering i världen, men även i Sverige?

Answer 25

Det beror till stor del på grund av malmpriserna men även en hög efterfrågan – större satsning.

Question 26

Vilka tre huvudtyper av prospekteringsmetoder finns det?

Answer 26

Geologiska metoder, geofysiska metoder och geokemiska metoder.

Question 27

Hur går geologiska prospekteringsmetoder till?

Answer 27

Det kan vara till exempel kartering ( när man letar efter malmfyndigheter i berghällar, rostavfällningar. Man hittar bergarter på ytan), blockletning (följning av spåret med malminnehållande stenblock tillbaka via den väg som isen fört blocken) och omvandlingar (att hitta malmrelaterade omvandlingar som förekommer i anslutning till många malmer. Dessa finns på större ytor än själva malmen och bildas pga reaktioner i berggrunden i anslutning till malmerna.)

Question 28

Hur går geofysiska prospekteringsmetoder till?

Answer 28

Man gör en systematisk undersökning av berggrunden med hjälp av mätningar av elektriska, elektromagnetiska, gravimetriska fält eller egenskaper i berggrunden samt gammastrålning. Flertalet av dessa mätningar kan utföras såväl på marken som från helikopter eller flygplan. Jordmagnetfältet inducerar ett sekundärt magnetfält i magnetiska kroppar (tex malm) vilket resulterar i förändrade mätningar av magnetfältet. Tidigare typ 1600-tal använde man en så kallad gruvkompass som även rörde sig i höjdled där metall fanns i marken. Malmkroppar har en högre densitet och skapar även ett kraftigare gravitationsfält som ger utslag vid mätning av det gravimetriska fältet, en dyr metod att använda. Genom elektrisk mätning med en sändare som kan skicka ut ett primärfält och en rörlig mottagare som kan registrera sekunddärfält i marken visas också tecken på malm.

Question 29

Hur går geokemiska prospekteringsmetoder till?

Answer 29

Dessa baseras på att upptäcka elementförändringar i malmernas omgivningar. Primära förändringar som bildades vid malmbildningen och sekundära genom vittring. Det omfattar ett stort antal olika provtagningar, alltifrån berggrund, residualjord, morän, vattenavsatta sediment, torv och levande växtmaterial som rötter, kvistar, blad och mossa. Systematiska provtagningar sker. Man bör ta prover i djupmorän för att ytmorän inte säger så mycket.

Question 30

Vilken svensk myndighet ansvarar för dokumentering av geologisk information?

Answer 30

Sveriges Geologiska Undersökning – SGU. Grundades 1858. Huvudkontoret ligger i Uppsala.

Question 31

Vilken roll har Bergsstaten inom prospektering och gruvhantering?

Answer 31

Bergsstaten beslutar om tillstånd enligt minerallagen, dvs beslutar om folk får undersöka eller bryta en mineralfyndighet. De kan ge ett beslut oavsett vem som äger marken. Det är dem som medlar i konflikter om marken. Bergsstaten leds av en Bergmästare.

Question 32

Vad heter de tillstånd som har att göra med rättigheten att bedriva prospektering, respektive gruvbrytning?

Answer 32

Ett undersökningstillstånd ger ensamrätt till undersökning, tillträde till marken inom tillståndsområdet och företrädesrätt till bearbetningskoncession. För ett undersökningstillstånd ställs allt högre krav ju längre tid som går, även kostnaderna blir större.
En bearbetningskoncession ger innehavaren rätten att förfoga över en påvisad utvinningsbar mineralfyndighet. Rätten gäller i 25 år och kan förlängas.
För gruvbrytning krävs även tillstånd enligt miljöbalken, markförvärv och bygglov med mera.

Question 33

Vid prospektering måste en arbetsplan upprättas: Vad är en arbetsplan och vad har den för syfte?

Answer 33

En arbetsplan måste upprättas för undersökningsarbetena innan dessa påbörjas.
Syftet med arbetsplanen är att ge markägare möjlighet att bedöma inverkan av de planerade arbetena och att medverka till att de utförs så att minsta skada och intrång vållas. Alla markägare måste ha delgetts om planen, vilket polisen kan hjälpa till med, och de får sedan möjlighet att lämna invändningar.

Question 34

I vilka delar av Sverige finns flertalet undersökningstillstånd och varför kommer inte alla dessa undersökningstillstånd att leda till nya gruvor?

Answer 34

Främst i Norra Västerbotten men även i Norra Norrbotten och i Bergslagen. Alla undersökningar visar inte tillräckliga tillgångar för att ekonomiskt gynnsamt att bryta malm.

Question 35

Beskriv kortfattat vilka olika processer som krävs för att få slutprodukten ”ren metall” i samband med gruvbrytning och metallframställning.

Answer 35

• Gruvbrytning – genom sprängning
• Transport till anrikningsverk – är ofta en kort sträcka
• Krossning – anrikning. Malmen krossas till centimeterstorlek. Kan göras med en käftkross.
• Malning – anrikning. Materialet blir till kornstorlek. Finns flera olika typer av utrustning man kan använda: kulkvarn (stålkulor som slår sönder malmen), autogenkvarn (billigt alternativ där hårdare och större malmstycken slår sönder de mindre). Liberation – frimalning, det metallbärande malmmineralet bildar fria korn utan andra mineral. Graden av frimalning är viktig för hur mycket som kan utvinnas (– lönsamheten).
• Koncentrering – anrikning. Skiljning av metallbärande malmmineral från övrig gångartsmalm. Kan göras på flera sätt beroende på vilka egenskaper malmen har: magnetiskt, gravimetriskt (typ vaskning), flotation (mineral flyter till ytan tack vare olika reagens) och elektrostatiskt.
• Avvattning – anrikning
• Transport till smältverk – ofta en längre sträcka
• Smältning – komplicerad process som kräver mycket energi. Järn utvinns genom reduktion i en masugn. Kopparmetall utvinns genom elektrolys.
• Renframställning av metall

Question 36

Vilka två huvudtyper av gruvor finns det och hur skiljer de sig åt brytningsekonomiskt, maskinellt och miljöpåverkan?

Answer 36

Dagbrott – Låghaltiga fyndigheter kan brytas storskaligt och kostnadseffektivt. Stora maskiner används, ger låga brytningskostnader. Maskinerna går på diesel – men Boliden testar med el. Ger större påverkan på miljön då större landyta tas i anspråk. Viktig fråga är vad man gör av nedlagd gruva.
Underjordsgruva – Dyrare. Mindre och mer höghaltiga malmer. Bryts ofta småskaligt med mindre maskiner. Gruvan nås genom schakt med hiss eller ramp för fordon och personal. Mörkt men upplyst, kan finnas matsalar, kontor och verkstäder där nere.

Question 37

Nämn tre företag som bedriver gruvbrytning.

Answer 37

Företag som bedriver gruvbrytning är exempelvis LKAB, Boliden och Lundin Mining, Kaunis Iron.

Question 38

Varför måste stora delar av Kiruna stad flyttas och kan det vara samhällsekonomiskt att genomföra stadsflytten?

Answer 38

Underjordgruvan når allt djupare vilket leder till att marken över spricker allt längre från gruvan. Malmen dyker dessutom ner under Kiruna stad. Staden måste flyttas. Gruvan och Kiruna lever dock i ”symbios”, skulle gruvan inte finnas skulle Kiruna inte heller ha funnits. Det är LKAB som står för kostnaderna av flytten av staden, det kommer kosta pengar som inte är helt säkert att dom har. Beroende på järnmalmspriserna kan deras framtida vinst vara mellan 0 – 650 miljarder kronor.

Question 39

Varför måste malmer krossas och malas för att utvinna metallerna?

Answer 39

För att malmer har olika karaktär – vissa innehåller mer malmmineral medan vissa innehåller mest gångartsmaterial. Efter malning så har malmmineral frigjorts från övrig malm.

Question 40

Vad är skillnaden i metallframställning genom smältning och ”heap leaching” rent processtekniskt och miljömässigt?

Answer 40

Smältning är en mer komplicerad och väldigt teknisk metod som kräver ett flertal steg medan ”heap leaching” är billigare och enklare. ”Heap leaching” används på låghaltiga malmer i varmare klimat, det innebär att malmen läggs på en hög och dränks sedan i lakvätska som gör att metallerna löses upp. Metoden innebär en större risk för miljön (kan ge exempelvis väldigt sura vatten) då det är svårt att hindra utsläpp även om man lägger skyddande ”duk” under malmhögen. Metoden används främst i länder där miljöfrågan inte är lika aktuell.