Resurse de roci si minerale - formarea zacamintelor de minereu

1. Taxonomia resurselor

2. Definitia resursei de roca sau mineral

Resursele de minerale si roci sunt reprezentate de orice material de valoare ce deriva din roci sau minerale.

Resursele se pot clasifica in trei grupuri:

metalice (ex. aur, platina, argint, cupru, fier, aluminiu, staniu, plumb, uraniu);

nemetalice (ex. diamante si alte pietre pretioase, sare, ghips, potasiu)

roci - (ex. marmura, granit taiat, piatra zdrobita, nisip si pietris).

3. Formarea zacamintelor de minereu

Termeni:

Concentratie = masa minereului/masa corpului de roca cu continut de minereu. Concentratia de minereu din roci indica daca minereul poate fi exploatat profitabil sau nu.

Coeficient de concentrare = concentratia de minereu intr-un zacamant de minereu dat, impartit la concentratia medie a acelui minereu din crusta continentala. Coeficientul de concentrare indica imbogatirea unui corp de minereu.

Cum se imbogatesc mineralele peste concentratiile medii ale scoartei terestre?

Procesele pot fi impartite in patru categorii:

Vulcanice

o       pegmatitice (corpuri eruptive intruzive grosiere – cristale au dimensiuni mari). Are loc o cristalizare preferentiala a  mineralelor mai dense in camera magmatica.

o       hidrotermale (mineralele dizolvate in apa fierbinte care provine din corpul magmatic sau intra in contact cu corpuri magmatice in procese de racire sunt depozitate pe masura ce se deplaseaza in crapaturile reci din roca invecinata).

o       diseminate (fluid mineralizat din plutoni vulcanici racit invadeaza si satureaza pachetul de roca permeabila invecinat sau extremitatile plutonului).

o       vulcanogen (fluide bogate in minerale evacuate la suprafata).

Sedimentare

o       precipitate chimice (precipitate de fier cu silice)

o       evaporite marine (evaporare si precipitare)

o       precipitate din oceane adanci (precipitare directa a mineralelor de pe fundul oceanului – noduli manganiferi)

o       depozite de tip placer (minerale concentrate de ape curgatoare).

Metamorfic

o       de contact (localizate in jurul corpurilor intruzive vulcanice cauzate de temperaturi si presiuni ridicate si fluid (apa) fierbinte).

o       regional (roci din intreaga regiune metamorfozate cu ajutorul presiunilor si temperaturilor ridicate).

Alterare

o       alterare lateritica (alterarea chimica a materialelor solubile lasa in urma fierul si aluminiul, mai putin solubile).

o       imbogatire secundara (curgerea descendenta a apei subterane poate dizolva metalele plasate peste panza freatica si le transporta descendent, putandu-se forma un depozit/zacamant imbogatit sub panza freatica).

4. Principalele resurse de substante minerale utile

FIERUL

este principala resursa pentru siderurgie, alaturi de care mai sunt utilizate si alte metale: mangan, crom, nichel, vanadiu, molibden, wolfram, titan, etc.

principalele tari producatoare de fier sunt Brazilia si Australia;

Lucrare: Resursele energetice ale Europei - carbunii, petrolul, gaze naturale Document online: Elvetia - suprafata, locuitori, capitala, limbi oficiale

CUPRUL

poate fi intalnit in stare nativa sau in asociatie cu alte metale (minereuri polimetalice) sau nemetale;

rezervele mondiale de cupru sunt concentrate in cateva tari: SUA, Chile, Indonezia, Australia.

PLUMBUL

este intalnit in zacamintee complexe iar zincul este, de regula, asociat cu plumbul

alte metale neferoase grele: staniul, stibiul si bismutul.

ALUMINIUL

are o larga raspandire in natura, principala roca din care se extrage este bauxita;

are o importanta utilizare in economie, datorita proprietatilor specifice:

conductibilitate termica si electrica,

densitate mica,

maleabilitate,

netoxicitate.

AURUL

este folosit indeosebi ca etalon monetar dar si in industria electronica, confectionarea bijuteriilor, etc.

ARGINTUL

are o larga utilizare economica (bijuterii, instrumente de uz medical, fabricarea oglinzilor, etc);

se gaseste in natura in zacaminte complexe si mai rar in stare nativa.

PLATINA

este asociata zacamintelor de aur, avand aceeasi repartitie teritoriala.  

SAREA GEMA (NaCl)

e localizata in scoarta terestra cat si in apele Oceanului Planetar;

cele mai mari productii sunt in: SUA, China, Germania, Canada, Regatul Unit, Polonia.

SARURILE DE MAGNEZIU

apar alaturi de potasiu si constituie cele mai importante zacaminte de materie prima pentru industria chimica.

SULFUL

folosit pentru obtinerea acidului sulfuric (H₂SO₄);

se gaseste:      

- in depozite de natura sedimentara (Golful Mexic, SUA, Polonia)

- in arealele vulcanice (Japonia, Chile, Mexic, Romania, Italia, etc.).

ROCILE MAGMATICE (ERUPTIVE)

sunt utilizate in constructia de drumuri si cai ferate si pentru constructii monumentale;

carierele mari de granit sunt in Finlanda (Carelea), Scotia, Franta, Canada, Siberia.

ROCILE METAMORFICE

• cea mai importanta este marmura, exploatata in Grecia, Italia (Carrara), Portugalia, Norvegia, Romania, etc.

ROCILE SEDIMENTARE

Calcarele si marnele - sunt utilizate in industria liantilor

Nisipul cuartos - folosit la fabricarea sticlei

Argila caolinoasa - folosita la realizarea portelanurilor (exploatata in: China, Japonia, SUA, Franta, etc.).

Argila refractara - este folosita ca material de constructie datorita rezistentei mari la temperatura.

Statistici interesante

productia globala anuala de fonta bruta (utilizata pentru a obtine otel) este de 22.000 de ori mai mare decat era in 1700;

utilizarea mineralelor a crescut de 13 ori din 1900;

se utilizeaza circa 20 miliarde tone de piatra, nisip, si grohotis pe an.

5. Extragerea resurselor de roci si minerale. Consecintele asupra mediului

Extragerea de minerale – proces intreprins de omenire care are in general un efect distructiv pentru mediul inconjurator.

Resurse minerale se extrag de regula prin:

exploatare in fasii, exploatare in cariera, exploatare in galerii, tratare in vrac cu lesie.

Mineralele sunt separate din roci utilizand o varietate de tehnici:

flotatie

tratare in vrac cu lesie

zdrobire – tratament pentru extragerea metalelor din 'pulberea' rocii

topire

Reziduurile zdrobite (sterilul) reprezinta cca. 90% din deseurile miniere. De regula sunt depozitate in gramezi imense in natura si sunt lasate acolo dupa inchiderea minei.

Consecintele extractiei de minerale asupra mediului includ:

contaminarea apei subterane si de suprafata, prabusirea tunelurilor neumplute;

distrugerea peisajelor prin exploatarea in mina sau in cariera. Minele mai noi trebuie sa reabiliteze mediul inconjurator;

poluare rezultata prin topire, poluarea aerului si zgura. Se stie ca topitoriile care nu controleaza poluarea pot sa distruga fiecare copac pe o raza de 10 km;

pe baza energiei - 5-10% din utilizarea de energie globala se indreapta spre minerit si resursele minerale rafinate.

6. Aspecte sociale si politice. Studiu de caz.

Locatie: nordul statului Wisconsin, SUA

Exista un interes reinnoit in exploatarea resurselor minerale din nordul statului Wisconsin care are o istorie bogata in mineritul cuprului, aurului, argintului si in prezent a zincului. Controversele dintre fiecare firma care propune deschiderea unei mine si agentiile de mediu, institutiile locale, regionale, guvernamentale si industriale duc la numeroase dezbateri.

Mina de langa Ladysmith, Wisconsin este plasata in apropiere de raul Flambeau. Extragerea minereului a inceput in 1993 iar mina s-a inchis in 1997, dupa patru ani de functionare. Pana in prezent nu s-a produs nici o contaminare a apei de suprafata sau a celei subterane. Legile din statul Wisconsin prevad ca agentii economici minieri sunt raspunzatori pe timp nelimitat pentru orice dauna provocata mediului ce provine din activitatile lor miniere.

Firma Exxon ar dori sa deschida o noua exploatare subterana la locul de izvorare a raului Wolf. Zacamantul este plasat intr-o intruziune vulcanica si ar putea da 55 milioane de tone de minereu cu zinc, aur, argint, cupru. Exploatarea ar necesita pomparea a peste 3 milioane litri/zi de apa tratata iar 40 de milioane de tone de steril ar fi depozitate in natura pe o folie de plastic si sub un strat de sol si argila.

Aspecte: Firma sustine ca exploatarea miniera propusa nu va afecta apele raurilor din regiune. Totusi, agentiile de mediu din Wisconsin nu au identificat niciun exemplu de mina de acest tip care nu provoaca consecinte adverse asupra mediului (din peste 10.000 din SUA).

Statul Wisconsin si Firma Exxon au analizat daca ar trebui permisa deschiderea unei mine, care cu o tehnica adecvata ar eradica problemele de mediu.

Grupurile de cetateni vad mina in mod diferit si se intreaba daca mineritul este o utilizare adecvata a pamantului din respectiva zona, luand in calcul si faptul ca aparitia acestei mine ar duce la cresterea nivelului de trai.

Pana in prezent, agentiile federale (Agentia de protectie a mediului si Departamentul de interne) au aratat mai multa constientizare si grija fata de punctele de vedere ale cetatenilor decat a facut-o statul si entitatile guvernamentale locale. Se poate pune problema daca guvernul unui stat trebuie sa dea curs propunerilor cetatenilor sau se ocupe de afaceri?

Intrebare: risca cineva o resursa bogata daca variate firme si agentii (toate acestea dovedindu-se imperfecte in trecut) sugereaza ca riscul este minim?

Conflict: daca nu suntem de acord cu mineritul, de unde sa provina resursele de care avem nevoie pentru a ne mentine standardul de viata?

Incercati sa faceti o paralela intre posibilele exploatari miniere din statul Wisconsin si cazul Rosia Montana din tara noastra. Discutii.

Exploatarea de cupru Panguna, Ins. Bougainville, Papua New Guinee

Locatie – o mica insula la nord de Papua Noua Guinee in Pacificul de sud vest. Panguna a fost una dintre cele mai mari exploatari de cupru din lume (a furnizat 17% din venitul realizat din export de catre statul Papua Noua Guinee si case pentru 14.000 nasioi -locuitori ai triburilor indigene).

Record inspaimantator al impactului cu mediul:

cariera are dimensiuni foarte mari: cca 3 km diametru, cateva sute de metri adancime.

cariera a fost plasata cu forta in mijlocul teritoriului indigenilor, avariind sever agricultura acestora.

in 1970, societatea a inceput sa depoziteze zilnic 130.000 tone de roca sterila, namol si chimicale in raurile din apropiere (in total in jur de 600 milioane tone), generand un dezastru ecologic si social.

vietuitoarele si plantele acvatice au murit iar dupa sapte ani dupa inchiderea minei raul este tot mort din punct de vedere biologic.

Tribul de nasioi din apropiere a depus o plangere impotriva minei cerand 4 miliarde dolari reprezentand daunele provocate mediului.

Indemnizatia initiala fata de proprietari a fost de 120 dolari americani per casa plus pamantul lor. Deschiderea minei a avut scopul si de a face trecerea la „viata moderna”! Cu toate acestea, doar 8% din locurile de munca din mina au fost acordate indigenilor. Aceasta a cauzat si o puternica ruptura sociala.

In 1988, un grup de nasioi au marsaluit pentru a cere mai multe locuri de munca, indemnizatie, servicii mai bune si o diminuare a impactului asupra mediului. Operatorii minelor au declarat ca mina nu a fost responsabila pentru probleme de mediu. Cateva zile mai tarziu, nasioii au furat explozibili din mina, au aruncat in aer instalatiile minei si au organizat un grup rebel ce a cerut o compensatie de 10 miliarde dolari. Ei au atacat si au inchis mina in 1989, ea nemaifunctionand de la acea data. Conflict armat intre guvern Papua Noua Guinee si nasioi a continuat mai bine de 10 ani.

Cariera Panguna, vedere generala Bastinas din tribul Nasioi

Urme ale conflictului armat