Ispit 5.7. Flashcards
Hidroliza silikata
Zamislimo trošenje jednog K-feldspata:
4KAlSi3O8 + 22H2O → 4K+ + 4OH− + Al4Si4O10(OH)8 + 8H4SiO4 • Hidroliza silikata; kationi iz minerala se zamjenjuju s H+ ionom iz vode. Ovi kationi su vezali tetraedre SiO2 i Al2O3 • Nastajanje kaolinita i razvijanje bazične sredine
Cornwall (primarno lež)•
u prvoj fazi hidrotermalni procesi su doveli do grajzenzacije i sericitizacije (procesi sericitizacije najizraženiji su na kontaktu hidrotermalnih žica s granitom) i omekšali stijenu.• kaolinit je nastao u drugoj fazi procesima površinskog trošenja u tropskoj klimi koja je prevladavala u donjem dijelu Tercijara, na što upućuje izotopni sastav kisika.
St. Remi, Quebeck u Kanadi
kvarcni pijesak• Kaolinit se javlja u pukotinskim i rasjednim sistemima tektonski poremećenog kvarcita u obliku žilica i žica ili ispunjuje prostore između kvarcnih zrna. • Kaolinitizirana zona je 30 metara široka i nekoliko stotina metara dugačka. • Prisutnost turmalina, ukazuje da su hidrotermalni fluidi barem kroz neko vrijeme cirkulirali kroz pukotinske/rasjedne sustave. •Činjenica da neki kvarcni sadrže uklopke kaolinita ukazuje da se žični kvarc formirao u isto vrijeme kada i kaolinit. Navedeno ukazuje da je kaolinit hidrotermalnog podrijetla. •Izvor kaolinita vjerojatno predstavljaju feldspati u granitskim i gnajsnim stijenama koji su otopljeni djelovanjem hidrotermalnih fluida iz kojih je kasnije kristalizirao kaolinit.
Oedingen, Njemačka(primarno ležište)-
Na području sjeveroistočnog Eifela i Donjeg Porajnja (Njemačka) dominantan litološki član geološke građe su Donjodevonski glinovito-siltozni slejtovi. Usljed procesa hidrolize i oksidacije/redukcije (variranje razine vodnog lica) došlo je do izluživanja Si, Mg, K i Fe. Istraživanja su pokazala da su za vrijeme formiranja saprolita slejtovi izgubili gotovo 30% početne mase, tvoreći na taj način slobodni porni prostor. Kaolinit je nastao autigenezom iz primarnih minerala Fe-Mg klorita i illita/muskovita.
Ringen, Njemačka (sekundarno ležište)-
10 metara debele pleistocenske naslage se sastoje od lesa i bazalnih tufova. • 60 metara debele naslage gline koje se dominantno sastoje od kaolinita smještene su na saprolitu donjedevonskih slejtova. Nastale su erozijom saprolita donjedevonskih slejtova i pre-gornjeoligocenskih tala usljed tektonskog izdizanja rasjednih blokova u gornjem oligocenu.
Motajica
Na području planina Motajica i Prosara nalaze se Eocenske sin-kolizijske granitoidne stijene (S-graniti do S-I graniti), klasificirane kao monzograniti, granodioriti, monzodioriti i kvarc dioriti. • Unutar njih nalaze se ležišta kaolina nastala hidrotermalnom alteracijom i, dijelom površinskim trošenjem (ležišta: Brusnik, Ciganluk, Grebski potok, Kameni potok, Đidovi, Filipovića Kosa i Babin grob. • Glavna mineralna faza je kaolinit, a sporedne illit, kvarc, ortoklas, albit, sericit, magnetit i cirkon. • Ukupno utvrđene rezerve iznose 1,570,000 t.
Pridobivnje i oplemnjivanje:
hidraulički strojevi-mehanička disintegracija matriksa-ulijevanje suspenzije u bazen-pumpanje na sita-hidrociklon
Onečišćivaći:
(1) Fe-oksidi i hidroksidi koji utječu na boju produkata žarenja, (2) smektiti, i (3) kvarc i feldspati koji štete jer izazivaju abrazije na mašinama.
Za nastajanje primarnih ležišta bentonita trebaju biti zadovoljeni slijedeći uvjeti:
• visoka temperatura i visoki kation/H+ odnos u hidrotermalnom fluidu, • udjel Si u hidrotermalnom fluidu mora biti viši od onoga za saturaciju kvarcem • stijena domaćin mora imati minerale koji sadrže Na i/ili Ca-plagioklase (izvor alkalija i zemnoalkalija)
Donja Šlezija (Poljska)
Četiri epizode vulkanizma. • Najstariji vulkanizam bio je Gornjokredne starosti, a najmlađi je Gornjopleistocenske starosti. • Vulkanske stijene su karakteristične za kontinentalne lave smještene unutar ploča koje porijeklo vode iz astenosfere. • Sve navedene stijene u većoj ili manjoj mjeri pokazuju utjecaj postmagmatske alteracije. • Najčešći produkti alteracije su zeoliti, karbonati i minerali glina. • Smatra se da je dio sekundarnih minerala nastao procesima hidrotermalne alteracije, a dio površinskim trošenjem u uvjetima suptropske klime tijekom Oligocena i Donjeg Miocena
Ležište Targowica
TargowicaU vezikulama bazalta nalazi se saponit, koji je udružen s zeolitom. Smatra se da je nastao u prvoj fazi hidrotermalne alteracije. • Gline ružičaste, crvene i smeđe boje javljaju se kao ispunjenja u pukotinama i porama bazalta. U njima je glavna mineralna faza slabo kristalizirani montmorillonit. Smatra se da je nastao dekompozicijom vulkanskog stakla (sideromelan) usljed djelovanja zagrijanih meteorskih voda koja su penetrirale kroz breče.
Milos (Grčka)
). • Bentoniti su nastali hidrotermalnom alteracijom stijena dominantno andezitnog sastava (staklom bogate pillow lave, tufovi i vulkanske breče) tijekom donjeg pleistocena. • Bentoniti su primarno Ca i Ca-Na montmoriloniti sa nešto Mg kao zamjenskog kationa i sadrže kalcit, kvarc, kristobalit, alkalijske feldspate, sanidin, plagioklas, kaolinit, illit, barit, gips, alunit, jarozit, anatas i sulfide. • Glavni faktor koji je kontrolirao nastanak bentonita je andezitni do latitni sastav protolita, poglavito sadržaj Si, Al i Mg. • Proces bentonitizacije odvijao se na temperaturama 150°C±20 °C. • Hidrotermalni fluid nastao je mješanjem morske vode i meteorske vode. • Fluidi su uglavnom Na-Ca-Cl fluidi saliniteta S<5 tež. % ekvivalenta NaCl koji su nastali mješanjem jako slanog fluida marinskog razrijeđenog s fluidom iz plićih rezervoara (S<1.5 tež. % ekvivalenta NaCl, s dubine 250-300 m) i meteorske vode.
Bentoniti nastali procesom halmirolize
• Plitkomorski okoliši (Wyoming, Texas, Mississippi, Engleska, Njemačka, Hrvatska: Maovice-Štikovo i Poljanska Luka) • Slatkovodni okoliši (Kanada, Češka, Slovačka, Hrvatska: Gornja Jelenska) • Estuariji i lagune (Egipat i Pakistan) • Alkalna pustinjska jezera (Australija) • Ugljenonosni bazeni (Australija i Kanada)
Proces alteracije-bentonitizacije
Proces alteracije-bentonitizacije obuhvaća devitrifikaciju piroklastičnog materijala, hidrataciju devitrificiranih produkata i kristalizaciju smektita. Proces devitrifikacije piroklastičnog materijala može započeti odmah po odlaganju piroklastičnog materijala u vodeni bazen i/ili nakon zalijeganja usljed reakcije s dijagenetskim pornim fluidima. • Bentoniti kao glavnu mineralnu fazu sadrže montmorillonit, bajdelit i illit su sporedni, a u manjim količinama mogu sadržavati tinjce, feldspate, kvarc, kalcit, zeolite, gips, opal, kristobalt i vulkansko staklo (njihov udjel u komercijalnim ležištima nije veći od 10 tež. %).
Da bi se procesom halmirolize formiralo ležište bentonita i ujedno očuvalo, trebaju biti zadovoljeni slijedeći uvjeti
: izvor vulkanskog pepela; • sedimentacijski vodeni bazen; • reakcija između vulkanskog pepela i vode; • ležište mora biti sačuvano od erozije; • tijekom zalijeganja ne smije biti promjena u mineralnom sastavu.
Wyoming (SAD)
Kompleks sadrži 15- 20 slojeva koji kao dominantnu komponentu sadrže Na-montmorilonit, a uz njega, kao sporedne komponente može sadržavati tinjce (biotit i muskovit), feldspate, kvarc, kaolinit, zeolite, gips i fragmente vulkanskog stakla. Debljina slojeva varira od 1cm do 3m. • Na dnu svakog bentonitskog sloja nalazi se silificirana zona koja je nastala akumulacijom SiO2 (silicifikacija) koji je produkt izmjene primarnih minerala. • Wyoming bentoniti su nastali kao produkt alteracije riolitskog vulkanskog pepela koji je eruptiran s područja Rocky Mountains i sedimentiran u tadašnjem moru. • Gornjokredni Mowry šejl
LEŽIŠTA BENTONITA U HRVATSKOJ:
• Bentonitne gline na području Maovice-Štikovo nalaze se u “Lemeškim naslagama” gornjeg malma (gornja jura). • Bentonitne gline Bednje smještene su u naslagama donjeg do srednjeg miocena, Gornje Jelenske u naslagama helveta, a Poljanske Luke u naslagama tortonske starosti. • Nastale su alteracijom piroklastičnih stijena dacito-andezitskog sastava u slatkovodnom okolišu (Gornja Jelenska) ili plitkomorskom okolišu (Poljanska Luka, Maovice-Štikovo). • Bentonitne gline i piroklastične stijene slatkovodnih okoliša asocirane su s klastičnim naslagama, a one plitkomorskih okoliša sa karbonatnim naslagama.
Maovice-Štikovo
• montmorillonit, kalcit, kristobalit, tridimit, kvarc, plagioklas, zeoliti, kalcedon, opal i muskovit. • Kristaloklasti plagioklasa, listići muskovita i radiolarije uloženi su u osnovnu masu, u kojoj je sačuvanja reliktna piroklastična struktura. • Primarna stijena bila je vitroklastični tuf dominantno izgražen od vulkanskog stakla koje je potpuno alterirano u agregat montmorillonita, kristobalita, zeolita i opala.
Gornje Jelenske
Montmorillonit, zeoliti (hojlandit, klinoptilolit), opal, niskotemperaturni klistobalit, tridimit, kvarc, kalcit, albit, dolomit Uvjeti za formiranje minerala glina: Alkalna vodena sredina obogaćena ionima Na+ , Mg2+, Ca2+, i s H2SiO4 pH~8-8.5 (visok odnos Na+ /H+ ) Visok omjer SiO2 :Al2O3 Uvjeti za formiranje feldspata: Visok parcijalni pritisak CO2 u pornim vodama Povećani salinitet Primarne stijene su bile piroklastiti dacito-andezitskog sastava
Tolsa
U Madridskom bazenu koji je nastao kao intrakontinentalni jezerskomarinski bazen krajem krede nalaze se najveća ležišta sepiolita na svijetu. Uz sepiolit u bazenu se nalaze paligorskit i Mg smektiti (saponit i stivensit).
Upotreba kaolina
• najveći korisnik kaolinita je industrija papira gdje se on koristi kao punilo ili kao površinski pigment • slijedeći po važnosti korisnik kaolinita je keramička industrija (porcelan, sanitarna oprema i refraktorni materijali) • industrija boje, plastike, gume, farmaceutskih proizvoda (npr. pasta za zube i kozmetika), insekticida, gnojiva, deterđenata, dodataka hrani, linoleuma, tekstila.
Upotreba bentonit
• naftna industrija, prvenstveno radi visokog viskoziteta i svojstva tiksotropije. • ljevačka industrija, gdje se koristi u proizvodnji kalupa za ljevanje metala i legura. Koristi se kao vezivo za ljevački pijesak. Takva smjesa otporna je na vrlo visoke temperature. • izrada nepropusnih barijera za odlagališta otpada i za različite rezervoare. • različite vrste filtera • industrija za proizvodnju adsorbenta izmeta kućnih životinja.
Upotreba sepiolita i paligorskita
Kad su raspršeni u vodi vlaknasti kristali su inertni i ne bubre, a njihova specifična strukturna građa omogućuje zadržavanje tekućine. Imaju izvrsne suspendirajuće i gelirajuće karakteristike. • Ove gline ne flokuliraju s elektrolitima i stabilne su na visokim temperaturama, što ih čini jedinstvenim i primjenjivim u mnogom granama industrije (isplaka, boje, tekući deterdžent, ljepila, kozmetika, nosači za gnojiva i pesticide, veziva za stočnu hranu, glinoviti tepisi u odlagalištima otpada).
Građevinarske gline
:• minerala glina • ostalih silikatnih i nesilikatnih minerala • fragmenata stijena • organske tvari (• Fe-oksidi (getit, hematit, lepidokrokit), • Al-oksidi (gipsit, dijaspor, bemit), • Sulfidi (pirit i markazit; česti konstituenti tamnih šejlova gdje su ili fino dispergirani ili u obliku konkrecija i nodula) • Karbonati (kalcit, koji može biti fino dispergiran, u obliku konkrecija i nodula, kao fosilni ostatak ili fragment stijene; i siderit koji se najčešće javlja u obliku konkrecija), • Sulfati (gips, koji se javlja u glinama vezanim za evaporitne naslage), • Rezidualni minerali (kvarc, rutil) • Feldspati (K-feldspat je češći od plagioklasa jer je otporniji na trošenje).)
Štetno za građevinarske gline
kalcit/vapnenac • gips • pirit/markazit
Glavni konstituenti opeke/crijepa su slijedeći
• kvarc, • kristobalit, • mulit, • K-feldspat, • plagioklas, • volastonit, • piroksen, • melilit, • anhidrit, • hematit i staklo
u lesnim i lesoidnim sedimentima razlikujemo
: • ležišta u beskarbonatnom kontinentalnom i močvarno-barskom lesu koja su vezana s naslagama poplavnih ravnica velikih vodotoka (Nalazimo ih najčešće vezane uz naslage poplavnih ravnica velikih vodotoka npr. Sava i Drava) i • ležišta u lesnim i lesoidnim sedimentima koja su vezana s deluvijalnoproluvijalnim naslagama (Nalazimo ih najčešće u području dravskosavskog međurječja te uz aluvije manjih vodotoka npr. Krapina, Sutla, Bednja ili većih morfoloških depresija npr. Konjščinski bazen i Požeška kotlina).
u fluvijatilno-jezersko-močvarnim sedimentima razlikujemo:
• fluvijatilno-jezerska ležišta (Nalazimo ih u neogenskim sedimentima gornjo pontske do kvartarne starosti, najčešće u područjima oko paleozojsko-mezozojskih gorskih masiva) i • fluvijatilno-močvarno-barska ležišta (Nalazimo ih najčešće u proširenim dijelovima rječnih dolina, ispred jače ili slabije izraženih morfoloških barijera u pliokvartarnim sedimentima, npr. područje šireg aluvija rijeke Krapine, holocenskim ili recentnim sedimentima).
Rečica
u dolini rijeke Kupe oko 8 km sjeveroistočno od grada Karlovca •širi prostor ležišta, odnosno područje bazena Crne Mlake, izgrađen je pretežno od glinovitih naslaga kvartara u kojima su uloženi proslojci i leće pijesaka i sitnozrnih konglomerata, te od pijesaka mlađeg neogena • ležište gline «Rečica» predstavljaju tri do četiri subparalelna i blago položena jasno izražena sloja siltozne gline (izmjena smeđih i sivih, mjestimično žutih glina ispod kojih su gline zelenkastosive i sivoplave boje) • glina je taložena u holocenu u uvjetima vezanim za manje vodotoke i prostore u kojima su se formirala bare i močvare te manja jezera •u podini glina je sivoplavi pijesak i silt, mjestimično šljunkovit i glinovit, koji predstavlja vodonosnik sa subarteškom vodom • temeljem rezultata istražnih bušenja, konstatiran je prostorno značajan lateralni kontinuitet slojeva gline. Debljina im je 8 do 12 m, prosječno 11 m • ležište gline pripada ležištima u beskarbonatnom kontinentalnom i močvarnobarskom lesu •površina: 155 ha • rezerve: 4 500 000 m3
Pod kvarcnim mineralnim sirovinama podrazumjevamo:
(a) kvarcne kristale, (b) kvarcne pijeske, (c) kvarcne pješčenjake, (d) kvarcite, (e) biogene i/ili kemogene silicijske sedimente SiO2 je čest u prirodi i javlja se kao sedam minerala od kojih pet imaju kristalne strukture (kvarc, tridimit, kristobalit, coesit i stishovit), a dva su amorfni (opal-A i lehatelierit).
Topivost silike
je slaba (i neovisna od pH) do pH 9. Dominantna komponenta je H4SiO4 0 Topivost silike raste s porastom pH iznad 9 gdje su H3SiO4 - i H2SiO4 2- dominantni.
Koncentracije silike
Izvorske i podzemne vode: c(SiO2) 10 - 60 ppm. U blizini vrućih podmorskih izvora : c(SiO2) ~ 350 ppm. Morska voda: c(SiO2) 1- 2 ppm zbog (1) aktivnosti organizama poput dijatomeja i radiolarija koji koriste SiO2 u izgradnji svojih skeleta i (2) precipitacije silikata kao što su glaukoniti, autigeni feldspat, klorit i illit
Hidrotermalna ležišta
Hidrotermalna mezotermalna ležišta sa kvarcnim kristalima (uglavnom gorski kristal i čađavac) smještena su najčešće u silicijskim stijenama (kvarciti, tinjčasti škriljavci i graniti) a nalaze se i u mafičnijim magmatskim stijenama (diorit, gabro, dijabaz) i u karbonatnim stijenama. • U granitima, tinjčastim škriljavcima i kvarcitima uz kvarcne kristale najčešće se nalaze sericit, albit, adular i kaolinit. • U mafičnim stijenama uz kvarcne kristale (uglavnom čađavac) asocirani su klorit, siderit, aktinolit, aksinit i epidot. • Ako su mezotermalne kvarcne žice smještene u karbonatnim stijenama, kvarcni kristali najčešće su udruženi s kalcitom, sideritom i aktinolitom.
Kvarcni kristali u Hrvatskoj
se nalaze vrlo rijetko i vezani su za hidrotermalne žice u paleozojskim kompleksima Petrove i Trgovske gore te za pegmatitske pojave Papuka i Psunja.
Na području Hrvatske kvarcne pijeske
nalazimo u Hrvatskom Zagorju, po obodima Moslavačke gore, Psunja, Papuka, Krndije, Samoborskog gorja, u okolici Ozlja i Karlovca, na Kordunu i Banovini, u Gorskome Kotaru, Lici i okolici Knina i Sinja, SLAVONIJA: 1. Španovica; 2. Jagma; 3. Vranić; 4. Batinjani; 5. Mokreš; 6. Dobrogošće
Kvarcni pješčenjaci u Hrvatskoj:
Permo-trijaski pješčenjaci Papuka potencijalne su mineralne sirovine jer u njima udjel SiO2 varira od 90,20 do 93,44%. Permo-trijaski pješčenjaci Like (Srb).
Mineralni sastav kvarcnih dijagenetskih sedimenata Istre
kvarc, kalcedon i kalcit
Primjena kvarcnih pijesaka u industriji
Kvarcni pijesci koriste se u industriji stakla, metalurgiji (kaluparski pijesci), keramičkoj industriji, kemijskoj industriji, a u manjoj mjeri kao abrazivni materijal (pjeskarenje), kao filteri i u proizvodnji silicij-karbida. Zahtjevi industriji stakla su slijedeći: (1) više od 90% zrna mora se nalaziti u intervalu između 125 i 500m i (2) kemijski sastav mora zadovoljavati točno propisane kriterije
Štetne pimjese kvarcnog pijeska
: Željezo-Prisutnost željeza u staklu daje mu zelenu boju. Krom -stabilan i za vrijeme proizvodnje stakla pa se u staklu nalazi u vidu krutih inkluzija uzrokujući njegovu lomljivost. Nikal i kobalt (najčešće se nalaze u silikatima) daju staklu smeđu odnosno plavu boju. Narančasta boja stakla posljedica je višeg sadržaja kalija.
Oplemenjivanje kvarcnog pijeska
uklanjanje glinovitih i sitnozrnatih frakcija pranjem mehaničko atricijsko čišćenje (odstranjivanje prevlaka na površini mineralnih zrna) gravitacijska koncentracija elektrostatička separacija magnetska separacija flotacija
Primjena dijatomita u industriji
građevinskoj, kemijskoj, farmaceutskoj industriji i u proizvodnji hrane. o izolator od vrućine, hladnoće i zvuka. U industriji hrane koristi se za preradu šećera i pive (filter). Kao punilo koristi se u proizvodnji papira, gume i boje. Obzirom da upija radioaktivne tvari iz vode, koristi se u nuklearnoj industriji. Služi i kao abraziv za poliranje
Primjena kvarcnih dijagenetskih sedimenata u industriji
Uz kvarc za proizvodnju plinobetona koriste se vapno, cement, gips, glinica (Al2O3) i voda
Lateriti
Laterit je produkt intenzivnog površinskog trošenja stijene koji se u osnovi sastoji od getita, hematita, Al-hidroksida, kaolinita i kvarca. U lateritu odnos SiO2: (Al2O3 + Fe2O3) mora biti niži od onoga u kaoliniziranoj ishodišnoj stijeni u kojoj se sav Al nalazi u formi kaolinita, sve Fe u formi Fehidroksida i koja sadrži Si koji je vezan u kaolinitu (može sadržavati i kvarc). Boksit je član grupe lateritskih stijena/tala i sadrži visok udjel Al-hidroksida (gibsit, bemit i dijaspor)
Za boksitizaciju su potrebni slijedeći klimatski preduvjeti
• srednja godišnja temperatura viša od 22˚C • godišnja količina padalina viša od 1200 mm distribuirana preko 9 do 11 kišnih i 1 do 3 relativno suha mjeseca.
Lateritni boksiti:
• pseudomorfne strukture • česti veliki kristali Al-hidroksida • rijetki ooidi i pizoidi • lateralna drenaža
Krški boksiti
• vrlo rijetke pseudomorfne strukture • dominantno mali kristali Al-hidr. • ooidi i pizoidi u vel. broju facijesa • česte klastične strukture • drenaža prema dole
Litofacijesi boksita
• Litofacijes krovine reflektira paleoreljef na kraju kopnene faze i pomaže da se razumije dijagenetski režim koji je utjecao na boksit • Litofacijes boksita reflektira paleoreljef koji je egzistirao za vrijeme kopnene faze i geološku građu (ekstraklasti). • Okršenost podine reflektira procese erozije i utjecaj podzemne vode prije, za vrijeme i nakon akumulacije boksita.Al2O3/SiO2=više boksitnih minerala
Eustatički kontroliran odnos podine i krovine boksita
• erozijska diskordancija • nema značajnijih promjena litofacijesa krovine u odnosu na podinu • krški reljef je uglavnom nizak
Tektonski kontroliran odnos podine i krovine boksita
• tektonsko-erozijska diskordancija • značajne promjene u litofacijesu krovine • krški reljef je visok
Tektonski okoliši boksita
kolizijski smještaj; na izloženim/erodiranim vrhovima navlaka ili savijenih ”fore-bulges”; (2) smještaj u unutrašnjem dijelu pasivne ploče nastao usljed promjene u međuplošnom stresu; (3) ”strike-slip” okoliš na mjestima gdje je došlo do uzdizanja usljed transpresije ili na vrhovima rasjednim kontaktom ograničenih blokova.
Trijaski boksiti
Broćanac kod Slunja, Veliki Skočaj u Plješevici, Rudopolje kod Bruvna te Grgin brijeg i Vrace na Velebitu. Zbog visokoga postotka SiO2 nisu povoljni u proizvodnji aluminija, ali su korišteni u cementnoj i keramičkoj industriji.
Jurski boksiti
Najpoznatija i najveća ležišta jurskih boksita nalaze se u zapadnoj Istri između Poreča i Rovinja (Funtana, Bralići, Kloštar i Rovinj). Korišteni su u proizvodnji cementa, a aluminijskoj industriji nisu zanimljivi zbog visokoga postotka SiO2
Ležišta su slojevitog oblika, zalijeganje im se podudara s nagibom krovinskih naslaga (5 – 15o), a najveće su debljine (do 20 m) utvrđene u središnjim dijelovima ležišta. boksiti prosječno sadrže 44 – 47 % Al2O3 i najčešće 16 – 17 % SiO2. ukupne dosad utvrđene zalihe istarskih boksita jurske starosti iznose više od 5 milijuna tona.
Kredni boksiti (gornja i donja Kreda)
Postoji dosta boksitnih pojava na području Banovine i Korduna. Ležištima se mogu smatrati nalazišta zapadno od Duge Rese (Dubravčani) i Gazibare-Živkovići između Karlovca i Slunja.
Donjepaleogenski boksiti
Boksiti nastali u kopnenoj fazi između gornjokrednih i paleogenskih naslaga, nazivani često i donjepaleogenskim boksitima, poznati su diljem sjeverne i središnje Istre, na otocima, a mnoštvo ležišta otkriveno je u prostoru od Vinjerca i Rovanjske do Ervenika i Radučića, potom u Laškovici, Promini i Moseću, u području Sinj – Trilj i dalje na JI sve do Studenaca, Imotskoga i Vrgorca. To u kvalitetni boksiti i korišteni su kao mineralna sirovina za pridobivanje aluminija.
Gornjepaleogenski boksiti
Boksiti smješteni u paleoreljefnim udubljenjima okršenih gornjokrednih rudistnih i/ili donjo-srednjoeocenskih foraminiferskih vapnenaca, a krovinu im čine srednjoeocensko-gornjoeocensko-oligocenske Promina naslage, gornjepaleogenski boksiti, smješteni su na području Obrovca i Ervenika, na prostoru prominskoga ravnjaka i Drniša, duž Moseća i u okolici Sinja. To su velika ležišta kvalitetnih boksita i korišteni su kao mineralna sirovina za pridobivanje aluminija.
Donjepaleogenski boksiti Istre
boksitna tijela ispunjavaju tektonski kontrolirani duboki krš (duboke i uske vrtače, kanjoni) i dosežu debljinu i veću od 50 m. nalaze se boksiti crvene i sive boje (piritizirani boksiti) struktura boksita je dominantno oolitna a podređeno se javljaju pelitomorfni tipovi srednji sadržaj Al2O3 je 55%, a SiO2 6%, glavne mineralne faze su bemit, gibsit, hematit i kaolinit (crveni boksiti), odnosno bemit, dijaspor, kaolinit, pirit i markazit (sivi boksiti) u teškoj mineralnoj frakciji udjel koje je vrlo nizak dominiraju cirkon, turmalin, rutil, staurolit, anatas i korund
Najčešće primjese u boksitu
kvarc, minerali glina, getit, hematit, siderit, rutil, ilmenit, leukoksen i dr.
Primjena boksita
Boksit se kao industrijski mineral (stijena) koristi u proizvodnji refraktornih materijala, abraziva, cementa, kemijskih proizvoda, punila i pigmenata. Al se proizvodi elektrolizom otopljenog Al2O3 u rastaljenom kriolitu (Na3AlF6).
Ležišta evaporita nastaju u
: • marinskim okolišima (u aridnoj klimi uzduž protoriftnih zona gdje dolazi do odvajanja kontinentalnih blokova, kao što je danas npr. Crveno more ili u zatvorenim bazenima koji su vezani za protoriftnu ekstenzijsku tektoniku i povezani su sa morem kao što su npr. zaljev Karabogaz u Kaspijskom moru i Scammon laguna u Baja California). Marinski evaporiti predstavljaju 3% ukupne debljine sedimentnih stijena i nalazimo ih i u prekambriju. halita, silvina, gipsa i anhidrita. • jezerskim okolišima (u aridnoj klimi u pustinjama s periodičkim padalinama, bez ili s vrlo malim otokom vode). Jezerski evaporiti, zbog specifičnog geotektonskog položaja nastanka nisu dobro sačuvani u starijim geološkim naslagama. ležišta borata nitrata i Na-karbonata
Ako progresivno slanija otopina ostaje u ravnoteži sa solima koje su se sukcesivno iz nje istaložile, kristalizacijska sukcesija ima sastav: gips-halit-glauberit-polihalit. • Ako se precipitirane soli (npr. gips) izoliraju od reakcije s preostalom slanom otopinom (npr. sloj gline), tada je otopina siromašna kalcijem, i sukcesija se mijenja u: gips-halit-polihalit-kainit-karnalit.
Ako progresivno slanija otopina ostaje u ravnoteži sa solima koje su se sukcesivno iz nje istaložile, kristalizacijska sukcesija ima sastav: gips-halit-glauberit-polihalit. • Ako se precipitirane soli (npr. gips) izoliraju od reakcije s preostalom slanom otopinom (npr. sloj gline), tada je otopina siromašna kalcijem, i sukcesija se mijenja u: gips-halit-polihalit-kainit-karnalit.
Permski Zechstein bazen
: gornjopermske starosti, Idealni ciklus započinje tankim klastičnim naslagama (gline u dubljem i pijesci plićem dijelu bazena) i prelazi prema gore u vapnence i/ili dolomite, anhidrit, halit i K i Mg soli (silvin, karnalit itd.). • Osnovne mineralne sirovine su halit i silvin te gips/anhidrit. • Najveća ležišta iz ovog bazena su Strassfurt u Njemačkoj, Wieliczka u Poljskoj i Boulby mine u Engleskoj.
Gips/anhidrit u RH
Dalmacija i Lika (Palagruža, Komiža, Sinj, Vrlika, Drniš, Knin, Srb). Vezana su za permske naslage. Nastala su u uvjetima opće regresivne tendencije sa stalnim smanjivanjem marinskog prostora u tijeku gornjeg perma. Mogu se usporediti s gornjim, rubnim dijelom trećeg ciklusa cehštajnske serije. Gips se eksploatira kod Knina i Sinja. • Samoborsko gorje, Medvednica. Naslage gipsa i anhidrita nalaze se u gornjepermskim i permotrijaskim sedimentima. Rudarskim radovima u Rudama utvrđena su dva evaporitna horizonta smještena ispod i iznad sideritno-hematitne rude. • Sabkha nodularni anhidriti nalaze se u dubokim istražnim bušotinama karbonatnoanhidritnog kompleksa u području Ravnih kotara i Dugog otoka.
Kosovo polje
Ležište je izgrađeno od evaporita (gips i anhidrit) permske (PT) starosti koji su prekriveni klastičnim naslagama permske (PT) i kvartarne starosti. Visok stupanj tektonske poremećenosti
Gips (Kosovo polje)
(1) gips koji se pojavljuje u nižim, zaravnjenim područjima i prekriven je raznim varijetetima kvartarnih sedimenata čija debljina varira na malim udaljenostima, rasprostranjeniji. (2) gips koji se pojavljuje u višim dijelovima terena (brežuljci, glavice). Ovaj tip je manje zastupljen ali njegova eksploatacija je bitno jednostavnija jer nema problema sa podzemnom vodom. Dva repera: kontakt krovinskih naslaga sa gipsom kontakt gipsa sa podinom. Srednji sadržaj udjela gipsa u gipsnom sloju iznosi 86,15%. Gips u rovnom stanju sadrži 13,30% primjesa (netopivi ostatak, SiO2, ukupni oksidi, vapnenac i dolomit). Ovakva kakvoća zadovoljava standarde za proizvodnju gipskartonskih ploča u tvornici KNAUF.
Primjena gipsa i anhidrita
: • Anhidrit za dobivanje sumporne kiseline, dodatak u cementnoj industriji i za poboljšavanje karakteristika određenih tipova poljoprivrednih tala. • Gips: za gipsanje zidova i u proizvodnji gipsnih ploča. Gipsne ploče, zbog njihovih dobrih karakteristika (dobri izolatori topline i zvuka, lagan materijal, otporan na vatru) koristili su još stari egipćani. Za proizvodnju gipsnih ploča danas se koristi oko 70% svjetske proizvodnje gipsa. • Gips se još koristi u proizvodnji cementa, umjetnih gnojiva, boja i paste za zube i kao filer u proizvodnji papira.
Litij se pridobiva iz:
• (1) evaporitnih ležišta • (2) pegmatitnih ležišta (spodumen) • Potencijalni izvori su hektoriti (Mg-Li smektit) i termalne vode bogate litijem. • Glavni izvor litija na svjetskom tržištu su ležišta jezerskih evaporita u Čileu (Salar de Atacam) i Argentini (Salar de Hombre Muerto). • Salar de Atacama sadrži 27% svjetskih rezervi litija i daje 30% godišnje produkcije Li-karbonata. • Najveće svjetske rezerve litija (70%) nalaze se u Boliviji i vezane su za Salar de Uyuni. • Najveća pegmatitska ležišta nalaze se u Australiji.
Ležište Jadar kod Loznice
(Rio Tinto) 125.3 Mt sa 1.8% Li2O 16.2 Mt B2O3. jadarite LiNaB3SiO7(OH) 80 Mlrd USD
Litij se koristi
za izradu Li-baterija i sastavni je dio gotovo svih elektroničkih uređaja. Koristi se i za izradu specijalnog termootpornog stakla. • Ključna je komponenta lijekova koji se koriste za liječenje bipolarnog poremećaja
Soda
u prirodi dominantno javlja kao trona, i danas se nalazi na obalama slanih jezera u Egiptu i istočnoj Indiji, Centralnoj Africi, Venezueli i Libiji. Wyoming Green River Formation. • Trona je interkalirana s naslagama halita, naftnih šejlova i klastita. 42 sloja, • Smatra se da je ležište formirano evaporacijom alkalnog jezera, gdje se soda precipitirala prije halita. Recentna ležišta sode vezana su za alkalna jezera u Sierra Nevadi i afričkoj riftnoj dolini (npr. Lake Magadi), SAD: Lake Gosiut
Upotreba sode
Glavni potrošač sode (50%) je staklarska industrija. Također je nezamjenjiva sirovina u industriji kemikalija, deterđenata, sapuna, papira i tekstila.
Bor:
spada u litofilne elemente. • U procesu diferencijacije magme veže se u nekim silikatima (npr. datolit i turmalin) u kasnijim fazama kristalizacije (pneumatolitsko do hidrotermalno područje). • Borom su naročito bogati vulkanski plinovi u kojima se javlja u vidu borhalogenida (BCl3 i BF3). • U uvjetima trošenja, pod utjecajem površinskih i podzemnih voda bor može preći u otopinu u obliku borne kiseline i lakotopivih borata. Među ležištima bora razlikujemo: (1) skarnovska ležišta, (2) pneumatolitsko-hidrotermalna ležišta, (3) evaporitna ležišta i (4) termalne vode bogate borom. (1) jezerske evaporitne naslage nastale u blizini termalnih izvora bogatih borom (SAD (Kramer, Boron, Death Valley, Searles Lake))i (2) evaporitne marinske naslage
Ležište Kramer u Kaliforniji
nalazi se u seriji jezerskih miocenskopleistocenskih sedimenata izgrađenih od glinovitih šejlova i tufova. • Glinoviti šejl, debljine 60 do 80 metara sadrži kolemanit i uleksit. • Prema dubljem dijelu bazena unutar njega se nalazi proslojak boraksa i kernita maksimalne debljine 10 metara. • Mineralna sirovina sadrži 75% borata i 25% gline. • Ukupne rezerve na površini od oko 2km2 iznose 92 miliona tona rude. • Postanak ležišta dovodi se u vezu s tercijarnim vulkanizmom (termalni izvori vulkanskog porijekla). • Smatra se da je prvo nastao uleksit, koji je kasnije otopljen, a zatim su nastali boraks, kernit i drugi borati.
Primjena bora
u kemijskoj industriji, keramičkoj industriji (glazure i emajli) i proizvodnji specijalnih stakala otpornih na toplinu. • 5-7% tež.% B2O3 se dodaje u fiberglass da bi se povećala trajnost i otpornost vlakana. • 12-15 tež.% se dodaje u tzv. borosilikatna stakla da bi se snizio koeficijent termalne ekspanzije. • Sastojak je produkata poput sapuna, sredstava za dezinfekciju, deterđenata, herbicida i kozmetike. • Boridi nekih metala (npr. TiB2, ZrB2, CrB2) imaju visoko talište i tvrdoću pa se koriste u proizvodnji turbina, aviona i raketa. TiB2, W2B5, B4C i BN spadaju u najtvrđe materijale i približavaju se po tvrdoći dijamantu. • izotop bora 10B apsorbira neutrone i spontano se raspada u 7Li i - zračenje pa se koristi u proizvodnji oplata reaktora i kao indikator neutrona.
Ležišta fosfata
ležišta vezana za karbonatitno-alkalijske magmatske stijene; (2) ležišta nastala magmatskom segregacijom (stratiformna vulkanska ležišta?); (3) marinska sedimentna ležišta; (4) guano
Poluotok Kola
Gornjopaleozojski kompleks (gornji karbon - donji perm) alkalijskih magmatskih stijena s karbonatitima
Khibine
predstavljaju jedan ring-kompleks promjera oko 40 km koji se sastoji od uslojenih intruzija različitih alkalijskih magmatskih stijena. • unutar ijolita (nefelin-egirinapatit-sfen) nalazi se jedno nepravilno izduženo lećasto tijelo apatit-nefelina dužine oko 11 km, dokazane dubine oko 2 km i debljine koja varira od 10 do 200 m. • rezerve: 2.7 milijardi tona • godišnja produkcija: 18 miliona tona • prosječan sadržaj P2O5: 18%. Uganda (Sukulu), Zimbabwe (Dorowa), Južna Afrika (Palabora)
Kiruna distrikt
sadrži nekoliko velikih ležišta a najveće je Kiirunavaara • to je intruzivno rudno tijelo u obliku sila smješteno između prekambrijskog sijenit porfira u podini i kvarc porfira u krovini. • rudno tijelo je dugačko oko 4 km, prati se u dubinu do 1 km i 80 do 90 m je debelo. • ruda se sastoji od sitnozrnastog magnetita, rjeđe hematita i sadrži varijabilnu količinu fluor-apatita. • prosječna količina fluor-apatita je veća od 2%. • udjel fosfora (kao P2O5) u rudi mjestimice dosiže i 15%
Marinska sedimentna ležišta
usljed intenzivne produkcije biomase u plićacima, apatit je pomješan s ostacima faune i flore tvoreći sitnozrnaste, oolitne, peletne, nodularne ili mikritne fosfatne sedimente; • većina zrna apatita je dobro zaobljena i u promjeru može dosegnuti i do 2mm; • kao primjese se nalaze kvarc, kalcit, dolomit, framboidalni pirit i minerali glina (najčešće glaukoniti). fosforiti se javljaju na svim kontinentima i nastajali su od prekambrija. Smatra se da su mogli nastati 40º sjeverno i južno od odnosnih položaja paleoekvatora. gornja kreda, eocen, miocen. morske struje koje se kreću uzduž obala nose mikrofosforite razrušuju ih i talože na novim mjestima u vidu ooida, peleta ili klasta. Usljed mješanja valovima i strujama te bioturbacije može doći i do otapanja i reprecipitacije. Tako se na pretaloženim fosforitima usljed djelomičnog otapanja i reprecipitacije, ili donosa novog fosfatnog materijala uočavaju nove zone priraštanja apatita. Ležišta fosforita često imaju proslojke šejla i čerta.
Gornjotercijarni fosfatni sediment Floride
• u donjem dijelu je bogata ostacima ribljih kostiju, zuba morskih pasa i drugog kršja vertebrata. • u gornjem dijelu sastoji se od pijesaka, glina i glinovitih pijesaka. • debljina rudne zone varira između 1 i 15 metara. • razlikuju se: (1) fosfatni mulj, mikrokristalasti materijal direktno deponiran na podlozi, (2) peleti, nastali djelovanjem organizama koji probavljaju mulj i (3) valutice, koje predstavljaju agregate sastavljene od kompleksnih mineraloških, bioloških i sedimentoloških komponenata. • fosforit je nastao opetovanim pretaloživanjem (reprecipitacija). • srednji sadržaj fosfata iznosi oko 30% P2O5.
Ležišta fosfata u Maroku
• Marokanska ležišta fosforita su kredno-tercijarne starosti. • nalaze se unutar serije debljine oko 20 metara koja je izgrađena od izmjene vapnenaca, lapora i čerta. • unutar serije razlučuju se tri naročito bogate zone fosforita. • udjel P2O5 varira između 27 i 32%.
Fosforiti u RH:
Dalmacija (Ervenik, Razvođe, Mideno brdo, Zvečanje, Seoca) • Istra (Buje) • Dva načina pojavljivanja: • ispunjene kaverne i pukotine u gornjokrednim vapnencima (područje Ervenika i Drniša) • nakupine razasute po podlozi izgrađenoj od različitih mezozojskih vapnenaca ili akumulirane u udubljenjima nastalim okršavanjem vapnenaca (južna strana Mosora i Istra) • Sekundarna ležišta nastala pretaloživanjem fosforita • organogeno podrijetlo-pećinski guano (područje Ervenika i Drniša) • ostatak trošenja jurskih i krednih vapnenaca u kojima se kao akcesorni pojavljuju minerali fosfora (Mosor)
Žeželj:
bijeli i žuto-crvenkasti fosforit pleistocenske starosti • bijeli fosforit 37 do 39% P2O5 • žuto-crvenkasti fosforit 27% P2O5 • eksploatirano 7000 t • bijeli fosforit (10%) koristio se za proizvodnju superfosfata
Primjena fosfata
• maksimalna hipotetička vrijednost: 42% P2O5. • ekonomična ruda: > 20% P2O5. • oplemenjivanje (drobljenje, sijanje i flotacija; koncentrat 27 do 40% P2O5 ). • 90% svjetske proizvodnje fosfata koristi se u proizvodnji gnojiva, a preostalih 10% u proizvodnji deterđenata, hrane, pića i dentalnih proizvoda. • koncentrat se u manjoj mjeri može direktno koristiti u poljoprivredi za povećanje pH kiselih tala. • koncentrat se otapa u sumpornoj kiselini da se dobije fosforna kiselina i superfosfat (CaHPO4+Ca(H2PO4)2xH2O). Superfosfat je puno topiviji od apatita i lakše je dostupan biljkama u tlu. • uran, fluor, arsen, kadmij • IMC Ferilizer Company, New Wales, Florida (500 T uranskog oksida). • F u vodi za piće >3mg/l (bolesti zubiju i kosti). • podzemne vode u okolici ležišta Negev sadrže i do 10mg/l fluora
Što je to sintetski gips?
FGD-gips dobiva se kad industrijski plinovi koji sadrže sumpor prolaze kroz smrvljeni vapnenac (filter na vrhu dimnjaka) formirajući nove mineralne faze.
Fosfo-gips dobiva se kao finalni produkt u procesu pridobivanja fosforne kiseline odnosno u pridobivanju gnjojiva iz fosfata.
