Metamorficzny depozyty są rodzajem złóż mineralnych powstających w wyniku metamorfizmu, czyli procesu, w wyniku którego skały ulegają zmianom pod wpływem zmian temperatury, ciśnienia i środowiska chemicznego. Podczas metamorfizmu istniejące wcześniej skały ulegają procesowi rekrystalizacji i stają się nowe minerały mogą rosnąć w odpowiedzi na zmiany w swoim otoczeniu. Złoża metamorficzne mogą zawierać szeroką gamę minerałów, w tym metale szlachetne i nieszlachetne, i mogą występować w różnych typach skał, takich jak łupki, gnejsy i marmury.
Znaczenie gospodarcze złóż metamorficznych może być bardzo zróżnicowane, w zależności od konkretnych minerałów, jakie zawierają i warunków geologicznych, które doprowadziły do ich powstania. Przykładami złóż metamorficznych o znaczeniu gospodarczym są złoża ołowiu i cynku w Tri-State Mining District w Stanach Zjednoczonych, złoża miedzi i złota w kopalni Olympic Dam w Australii oraz złoża platyna złoża pierwiastków grupowych kompleksu magmowego Bushveld w Republice Południowej Afryki.
Poszukiwanie złóż metamorficznych może obejmować szereg technik, takich jak mapowanie geologiczne, badania geofizyczne i analizy geochemiczne. Ponieważ osady metamorficzne są często kojarzone z określonymi rodzajami skał i strukturami geologicznymi, takimi jak błędy i marszczenie, znajomość regionalnej geologii i historii tektonicznej może mieć kluczowe znaczenie w identyfikacji potencjalnych celów. Ponadto zrozumienie zmian mineralogicznych i chemicznych zachodzących podczas metamorfizmu może pomóc w identyfikacji rodzajów minerałów, które mogą występować w złożach metamorficznych.
Jak w przypadku każdego rodzaju działalności wydobywczej, z rozwojem i eksploatacją złóż metamorficznych mogą wiązać się problemy środowiskowe. Na przykład wydobycie i przetwarzanie minerałów może skutkować wytwarzaniem materiałów odpadowych i uwalnianiem potencjalnie szkodliwych substancji chemicznych do środowiska. Jednakże przy właściwym planowaniu i zarządzaniu możliwe jest zminimalizowanie wpływu górnictwa na środowisko i zapewnienie maksymalnego złagodzenia wszelkich negatywnych skutków.
Spis treści
Rodzaje złóż metamorficznych
Osady metamorficzne można ogólnie podzielić na dwa typy: (1) te utworzone w wyniku metamorfizmu wcześniej istniejących złoża minerałóworaz (2) te powstałe w wyniku metamorfizmu wcześniej istniejących skał, które zawierają jedynie niski poziom mineralizacji.
Do pierwszego typu zaliczają się złoża minerałów metamorfizowanych, takie jak złoża ołowiu i cynku, które w wyniku metamorfizmu regionalnego mogą przekształcić się w gnejsy lub łupki bogate w ołów i cynk. Drugi typ obejmuje metamorfozę skały osadowe, Takie jak marmur, kwarcyt, łupek, które mogą ulegać mineralizacji w procesie metamorficznym.
Istnieją również pewne rodzaje osadów metamorficznych, które są unikalne dla określonych typów metamorfizmu, np złoża skarnowe które powstają podczas metamorfizmu kontaktowego i niektóre typy żelazo złoża tlenku miedzi i złota powstające podczas metamorfizmu hydrotermalnego.
Procesy formacyjne i mineralogia
Osady metamorficzne powstają, gdy istniejące skały poddawane są działaniu wysokich temperatur i ciśnień, co powoduje rekrystalizację minerałów i powstawanie nowych. Istnieje kilka rodzajów osadów metamorficznych, w tym:
- Złoża Skarn: powstają, gdy skały węglanowe poddawane są działaniu ciepła i ciśnienia z sąsiedniej intruzji magmowej, co prowadzi do zastąpienia pierwotnych minerałów nowymi minerałami, takimi jak granat, wollastonit, diopside.
- Osady marmuru: powstają, gdy wapień or dolomit poddawany jest działaniu ciepła i ciśnienia, co powoduje rekrystalizację pierwotnych minerałów w duże, zazębiające się kryształy kalcyt lub dolomit.
- Osady kwarcytu: powstają z piaskowiec który został poddany intensywnej temperaturze i ciśnieniu, co spowodowało rekrystalizację pierwotnych minerałów w splatające się ziarna kwarc.
- grafit osady: powstają, gdy materiał węglowy, taki jak węgiel, poddawany jest działaniu wysokich temperatur i ciśnień, co prowadzi do powstania grafitu.
- Łupek depozyty: powstają z łupek ilasty or mułowiec który został poddany działaniu ciepła i ciśnienia, co spowodowało rekrystalizację pierwotnych minerałów w duże, płaskie, płytkowe minerały, takie jak mały i chloryt.
Połączenia mineralogia Ilość złóż metamorficznych różni się w zależności od składu pierwotnej skały, intensywności ciepła i ciśnienia oraz obecności płynów podczas procesu metamorficznego. Do minerałów powszechnie spotykanych w złożach metamorficznych zalicza się kwarc, skaleń, mika, granat i różne rodzaje Skały metamorficzne, Takie jak gnejs, łupek i marmur.
Znaczenie gospodarcze i zastosowania
Osady metamorficzne mogą mieć znaczenie gospodarcze, zwłaszcza w postaci złoża rudy. Minerały w tych złożach można skoncentrować w wyniku procesów metamorficznych, takich jak rekrystalizacja, metasomatyzm i deformacja. Jednakże złoża metamorficzne mają na ogół mniejsze znaczenie ekonomiczne niż złoża magmowe złoża hydrotermalne.
Niektóre rodzaje osadów metamorficznych, takie jak niektóre rodzaje marmuru, są wykorzystywane jako materiały budowlane i kamienie dekoracyjne. Niektóre rodzaje skał metamorficznych mogą być również wykorzystywane jako minerały przemysłowe, np talk, który jest stosowany w różnych produktach, w tym w ceramice, farbach i tworzywach sztucznych. Złoża metamorficzne mogą być również źródłem kamieni szlachetnych, takich jak niektóre rodzaje korund (np. rubiny i szafiry) oraz niektóre rodzaje granatów.
Techniki eksploracji
Techniki poszukiwań złóż metamorficznych mogą się różnić w zależności od rodzaju złoża, lokalizacji i innych czynników. Niektóre z technik poszukiwawczych, które można zastosować do identyfikacji i oceny złóż metamorficznych, obejmują:
- Mapowanie pola: obejmuje identyfikację i mapowanie wychodni i struktur geologicznych w terenie. Dane zebrane podczas kartowania pól mogą zostać wykorzystane do identyfikacji i oceny potencjalnych obszarów występowania złóż kopalin.
- Pobieranie próbek geochemicznych: obejmuje pobieranie i analizę próbek skał, gleby, wody lub roślinności w celu określenia obecności i stężenia mineralizacji. Pobieranie próbek geochemicznych może pomóc w zidentyfikowaniu potencjalnych obszarów dalszych badań.
- Badania geofizyczne: Wiąże się to z wykorzystaniem różnych metody geofizyczne do pomiaru właściwości fizycznych skał i minerałów znajdujących się pod powierzchnią. Badania geofizyczne mogą pomóc w identyfikacji obszarów o dużym potencjale złóż minerałów.
- Teledetekcja: obejmuje wykorzystanie zdjęć satelitarnych lub lotniczych do identyfikacji i mapowania cech powierzchni, które mogą wskazywać na obecność mineralizacji. Do identyfikacji potencjalnych obszarów eksploracji można zastosować teledetekcję.
- Wiercenie: polega na wierceniu otworów wiertniczych w celu zebrania danych geologicznych i próbek z podpowierzchni. Wiercenie jest ważną techniką oceny głębokości i stopnia mineralizacji na danym obszarze.
- Analiza petrograficzna: polega na badaniu cienkich przekrojów próbek skał pod mikroskopem w celu określenia mineralogii, tekstury i struktury skały. Analiza petrograficzna może pomóc w określeniu obecności minerałów metamorficznych i stopnia metamorfizmu skał.
- Analiza strukturalna: obejmuje badanie struktur geologicznych, takich jak uskoki, fałdy i pęknięcia, aby zrozumieć historię deformacji skał. Analiza strukturalna może pomóc w zidentyfikowaniu obszarów, w których mineralizacja mogła się skoncentrować w wyniku deformacji.
Ogólnie rzecz biorąc, w poszukiwaniach i ocenie złóż metamorficznych często stosuje się kombinację tych technik.
Kwestie ochrony środowiska
Problemy środowiskowe związane ze złożami metamorficznymi są podobne do problemów związanych z innymi rodzajami złóż minerałów i mogą obejmować zanieczyszczenie gleby i wody, a także niszczenie i fragmentację siedlisk. Wydobywanie i przetwarzanie minerałów ze złóż metamorficznych może prowadzić do wytwarzania materiałów odpadowych, takich jak odpady poflotacyjne, które mogą zawierać substancje niebezpieczne, które w przypadku niewłaściwego gospodarowania mogą przedostać się do otaczającego środowiska. Używanie ciężkich maszyn w operacjach górniczych może również skutkować zanieczyszczeniem hałasem i emisją pyłów, co może mieć negatywny wpływ na zdrowie pracowników i pobliskich społeczności.
Ponadto eksploracja i zagospodarowanie złóż metamorficznych może zakłócić lokalne ekosystemy i siedliska. Na przykład wylesianie i inne zmiany w użytkowaniu gruntów związane z górnictwem i eksploracją mogą prowadzić do utraty siedlisk rodzimych roślin i zwierząt. Może to wywołać skutki w całym łańcuchu pokarmowym, potencjalnie prowadząc do spadku różnorodności biologicznej i zdrowia ekosystemu. Aby złagodzić ten wpływ, przedsiębiorstwa wydobywcze mogą być zobowiązane do przeprowadzenia ocen oddziaływania na środowisko i opracowania planów łagodzenia i zarządzania potencjalnymi zagrożeniami dla środowiska związanymi z ich działalnością.
Referencje
- Guilbert, JM i Park, Jr, CF (2007). Geologia złóż rud. Prasa Wavelanda.
- Evans, AM (1993). Geologia rud i minerałów przemysłowych: wprowadzenie. Wiley-Blackwell.
- Lowell, JD i Guilbert, JM (1970). Boczne i pionowe strefy przemianowo-mineralizacyjne w złożach rud porfirowych. Geologia ekonomiczna, 65(4), 373-408.
- Singer, DA, Berger, VI i Moring, BC (2005). Porfir miedź depozyty świata: baza danych oraz modele gatunku i tonażu, 2004. Raport otwartego pliku US Geological Survey, 05-1060.
- Kesler, SE i Wilkinson, BH (2019). Złoża minerałów zawierające osady: przegląd. Recenzje rudy geologicznej, 104, 260-279.
- Hedenquist, JW, Arribas Jr, A. i González-Urien, E. (2000). Poszukiwania materiałów epitermicznych złoto depozyty. Recenzje w Geologii Ekonomicznej, 13, 245-277.
- Hofstra, AH (2014). Kimberlit i diament geologia dystryktu Lundazi w Zambii. Recenzje rudy geologicznej, 57, 215-245.
- Simmons, San Francisco (2005). Złoża złota typu Carlin w Nevadzie: krytyczne cechy geologiczne i wykonalne modele. Geologia ekonomiczna, 100(8), 1233-1262.
