MINERAL DAN ROCK SUMBER

I. Pendahuluan

Delapan unsur (O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, dan K) membentuk 98% dari kerak bumi. Banyak elemen penting yang ditemukan, rata-rata, di kerak dalam jumlah yang sangat kecil (ppm ppb) Menemukan unsur-unsur ini dalam konsentrasi tinggi adalah pengecualian dan membutuhkan proses geologi yang tidak biasa.

Bijih: Panjat mana konsentrasi elemen yang dibutuhkan cukup cukup tinggi untuk membuat materi ekonomi layak pulih (sumber daya merupakan bagian dari cadangan ekonomi). Nilai dari elemen yang terkandung lebih besar dari biaya penambangan, pengolahan, dan pemasaran materi.

Biasanya, faktor konsentrasi tinggi (beberapa nilai kerak rata yang diperlukan untuk membuatnya ekonomi) dari elemen diperlukan. Bervariasi untuk elemen yang berbeda. Semakin tinggi nilai rata-rata dari elemen, semakin rendah faktor konsentrasi diperlukan.

Fe, Al: 4-5 kali nilai rata-rata kerak (rata-rata relatif tinggi)

Cu: 100 kali nilai rata-rata kerak (rata-rata relatif rendah)

Au: 2000 kali nilai rata-rata kerak (nilai rata-rata sangat rendah, tetapi materi memiliki nilai besar - $ 300/ounce)Hg: 25000 kali nilai rata-rata kerak (nilai rata-rata sangat rendah dan bahan relatif rendah nilai)

Pertimbangan ekonomi (nilai pasar dibandingkan dengan biaya produksi) sering mendikte apakah deposit adalah bijih atau tidak. Perubahan ini dalam jangka pendek.

Sumber daya mineral tidak terdistribusi secara merata di seluruh dunia.AS: 60% dari Mo dunia, 40% Pb dunia, 0% dari Al dunia (menggunakan 40%), Cr, Co, Mn, Ni, Sn dan banyak lainnya.Zaire dan Zambia: 50% dari dunia CoAfrika Selatan: 50% dari Au dunia, 75% Cr dunia, dan 40% dari Pt dunia (bekas Uni Soviet memiliki 50%).

Distribusi ini tidak adil memiliki konsekuensi geopolitik yang penting. Memaksa kita untuk menghadapi Afrika Selatan selama bertahun-tahun meskipun sistem sosial mereka apartheid. Kami tidak punya tempat lain untuk mendapatkan sumber daya yang kami butuhkan. Uni Soviet tidak akan memberikannya kepada kami. Segera setelah Uni Soviet runtuh dan bersedia untuk menjual kami sumber daya, Afrika Selatan harus mengubah sistem sosial dan politik atau menutup keluar dari pasar kami.

II. Tipe-tipe Deposito Mineral

Bijih terbentuk dalam berbagai cara, beberapa batuan beku, sedimen beberapa, beberapa metamorf.

1) Proses beku: Diproduksi oleh aktivitas beku. Sering dikaitkan dengan aktivitas gunung berapi.

Deposito magmatik

A)Unsur kompatibelBeberapa batuan beku diperkaya dengan unsur-unsur yang tidak kompatibel (Be, Li, Rare Earth Elements, U, Th, Rb, Au) unsur-unsur yang tidak ingin pergi ke struktur mineral yang mengkristal dari magma. Sebagai mengkristal magma, elemen-elemen ini tetap dalam magma dan meningkatkan konsentrasi mereka. Akhirnya magma ini tidak kompatibel kaya mengkristal, membentuk batu yang tidak kompatibel kaya. Seringkali, batuan ini mungkin sangat kasar. Dikenal sebagai pegmatite. Ukuran butir yang besar (30 inci dan lebih lama) adalah karena air (senyawa kompatibel) tingginya kandungan magma. Tourmaline, beryl, aquamarine, zamrud dan adalah contoh dari mineral biasa sering ditemukan pada pegmatite.

B) Kristal menetap gravitasi menyebabkan mineral padat awal kristalisasi tenggelam ke dasar magma chamber (juga bisa mengapung ke atas jika mereka kurang padat dari magma). Proses dapat menghasilkan lapisan monomineralic. Kromit, magnetit, dan platinum-kelompok mineral sering terbentuk dengan cara ini.

C) Diamonds Form pada tekanan yang sangat tinggi, biasanya membutuhkan kedalaman 100-200 km. Dibawa dengan cepat ke permukaan oleh Kimberlite magma. Ini adalah magma yang kaya akan gas yang meledak jalan mereka ke permukaan. Mungkin meletus pada kecepatan yang sangat tinggi. Hanya perlu beberapa berlian per ton batu untuk membuat batu bijih.

Hidrotermal deposito

Perairan panas meresap melalui batuan sekitar intrusi resapan elemen dari mereka. Kemudian deposito unsur-unsur dalam mineral yang mengkristal ketika cairan dingin ketika mereka mendekati permukaan. Seringkali proses ini membentuk pembuluh darah kaya mineral sulfida yang mengandung logam seperti Cu, Pb, Zn, Au, Ag, Pt, dan U.

Beberapa cairan beredar berasal seperti air yang merembes turun dari permukaan. Cairan lain mungkin diusir langsung dari magma mengkristal. Intrusion bertindak sebagai mesin panas yang pompa air melalui batuan sekitarnya.

Proses yang terjadi hari ini di bawah pegunungan laut pertengahan. Menghasilkan "perokok hitam" di mana cairan panas diusir ke perairan dingin dari dasar laut. Mineral segera memicu mengubah cairan abu-abu atau hitam berasap. Mineral sulfida menyediakan energi untuk bakteri mengurangi belerang. Ini kemudian bertindak sebagai sumber makanan bagi organisme yang lebih kompleks. Seluruh habitat ini didukung oleh kemosintesis. Tidak ada sinar matahari atau fotosintesis diperlukan. Mungkin bagaimana kehidupan berasal di bumi dan mungkin pada tubuh planet lain, seperti Europa.

Proses yang paling beku yang volcanogenic. Yang berhubungan dengan provinsi vulkanik di kedua batas lempeng konvergen dan divergen. Lihatlah orang-orang yang saat ini aktif atau tua, yang punah untuk deposito baru bijih yang dihasilkan oleh proses beku. Sebagai contoh, tembaga dan molibdenum deposito di Amerika Utara dan Selatan ditemukan saat ini atau baru batas konvergen. Lihatlah lainnya lingkungan geologi yang serupa untuk menemukan sumber-sumber baru tembaga dan molibdenum.

2) Deposit sedimen: Proses yang terkait dengan pembentukan batuan sedimen.

Deposit Kimia

A) Banded bijih besi: Awal di atmosfer sejarah Bumi telah mengurangi (miskin oksigen). Dalam mengurangi lingkungan besi larut dalam air. Namun, lautan di dunia terdapat lebih banyak oksigen karena aksi tanaman sekali-bersel, seperti alga. Oleh karena itu, lautan yang oksidasi. Dalam lingkungan pengoksidasi besi endapan dari solusi. Jadi sebagai perairan yang kaya zat besi memasuki lautan besi diendapkan lapisan pembentuk sedimen yang kaya zat besi dan akhirnya batu.

B) Evaporites: Seperti air laut yang menguap di tempat yang panas, iklim kering mineral terlarut, seperti kalsit, gipsum dan halit, mengkristal. Membentuk lapisan sedimen (dan batuan) kaya mineral ini. Terjadi secara alami dan juga di kolam penguapan buatan manusia.

C) Pelapukan: Intens pelapukan kimia larut keluar kebanyakan unsur. Bahan tertinggal diperkaya dalam Al dan Fe. Formulir bauksit (bijih aluminium) dalam tanah laterit.

Deposito klastik

Padat, mineral berat jatuh dari suspensi ketika kecepatan air menurun. Dapat berkonsentrasi mineral tertentu di daerah terbatas. Sering terjadi di sungai atau di lingkungan pesisir. Mineral terbentuk di satu tempat oleh proses lain dan kemudian diangkut, diurutkan, dan terkonsentrasi oleh air. Membentuk deposit placer. Banyak emas, timah, dan deposit berlian terbentuk dengan cara ini.

3) Deposito metamorf:Peningkatan tekanan dan temperatur menciptakan mineral baru, kadang-kadang dalam kelimpahan yang besar jika komposisi yang tepat. Umumnya, metamorfosis menghasilkan konsentrasi mineral yang berguna, daripada konsentrasi elemen tertentu. Contohnya termasuk grafit, asbes, dan garnet (abrasive).

III. Penggunaan Sumber Daya Mineral

1) Logam

Fe: Fundamental bagi masyarakat. Banyak produk besi yang berbeda, yang paling penting adalah baja (paduan besi dan logam lain (s). Sebagian besar sumber penting besi banded, laterit, dan magnetit magmatik.

Al: Cahaya, kuat, dan tahan korosi. Telah menggantikan baja di banyak aplikasi. Ini adalah elemen yang paling umum ketiga dalam kerak. Namun, sangat sulit untuk mengekstrak dari mineral silikat. Butuh bijih bauksit. Masih proses yang sangat intensif energi untuk memperbaiki. Butuh banyak listrik.

Sulfida deposit bijih: Biasanya terbentuk dari proses hidrotermal magmatik dan. Sumber Cu, Pb, Zn, Ni, Co, Ag, Au, dan Pt. Banyak dari ini digunakan dalam pembuatan berbagai jenis baja. Mereka juga memiliki kegunaan militer. Dikenal sebagai mineral strategis.

Aplikasi listrik, pipa: Cu.

Pb: baterai, solder, cat, keramik.

Zn: paduan (perunggu), ban, menggembleng, dan kaleng

Au: perhiasan dan elektronik

Ag: digunakan untuk fotografi, elektronik, dan perhiasan

Pt: perhiasan dan katalis. Digunakan dalam kontrol emisi mobil dan minyak bumi dan industri kimia.

Beberapa mungkin produk sampingan dari pemurnian elemen yang lebih berlimpah.

2) nonmetals

S: Berasal dari endapan vulkanik, mineral sulfida, minyak bumi, dan menguap. Digunakan untuk membuat asam sulfat.

Na dan Cl: Berasal dari halit deposito evaporite.

Gypsum: Digunakan dalam bahan bangunan (semen, plester, dan dinding kering)

Mineral evaporite lain menyediakan fosfor dan kalium yang diperlukan untuk pupuk.

Liat mineral: Sangat beragam kelompok berasal dari deposit sedimen. Digunakan keramik, bahan bangunan, dan lumpur pengeboran.

3) sumber Batu

Di AS, 900 juta ton / tahun pasir dan kerikil yang digunakan dalam pembuatan semen dan beton. 1,21 miliar ton / tahun batu hancur digunakan untuk jalan mengisi dan lainnya kebutuhan konstruksi. 50 juta ton / tahun pasir bersih digunakan untuk pembuatan kaca dan abrasive.

IV. Sumber Daya Mineral Pasokan dan Permintaan

AS menggunakan lebih dari yang dihasilkannya. Kami sangat bergantung pada sumber-sumber asing, terutama untuk beberapa mineral strategis yang penting, seperti Cr, Mn, U, Ti, dan Pt.

Permintaan telah meningkat secara eksponensial di seluruh dunia 2-10% / tahun kecuali selama akhir 70an dan awal 80an ketika resesi di seluruh dunia karena embargo minyak OPEC terjadi.

Di seluruh dunia, kita memiliki> 20 sampai ratusan tahun cadangan didasarkan pada permintaan saat ini. AS umumnya memiliki 30 tahun atau kurang bagi banyak bahan. Namun, cadangan sebagai hadiah menjadi langka harga akan naik, sehingga saat deposito non-ekonomi senilai pertambangan. Cadangan tidak akan habis secepat tingkat konsumsi akan menyarankan. Di sisi lain, penemuan sumber daya baru tidak akan mengikuti. Membuat perkiraan atau waktu untuk nilai minimum deplesi. Ketersediaan masa depan mungkin tergantung pada perkembangan teknologi dan mengabaikan dampak lingkungan yang lebih besar seperti yang kita menambang kelas yang lebih rendah (lebih tersebar) bijih.

V. Sumber Daya Mineral Baru

Lebih banyak sumber daya yang diperlukan untuk meningkatkan standar hidup di negara-negara terbelakang berkembang pesat. Di mana mereka akan datang?

1) teknik eksplorasi Baru: Memanfaatkan teknologi baru, seperti gravitasi, magnet, dan konduktivitas, untuk menemukan cadangan yang sebelumnya tidak diketahui. Mendapat kurang mungkin dengan waktu.

2) Geokimia prospeksi: Permukaan kimia air dikontrol oleh kimia batuan yang mendasarinya. Dapat mencakup area yang luas dengan cepat dan relatif murah.

3) fotografi satelit dan Sensing remote: Bisa memetakan dan menganalisis batuan lebih dari ratusan kilometer persegi dalam satu foto. Dapat mengindikasikan daerah tertentu yang menarik yang kemudian dapat diselidiki secara rinci di tanah.

4) Peningkatan pemahaman geologi: Menghasilkan mencari sumber daya baru di wilayah yang sebelumnya diabaikan. Deposito Molibdenum sekarang diketahui terkait dengan zona subduksi. Sekarang lihat di seluruh dunia di zona subduksi tua untuk deposito Mo baru.

5) sumber daya Kelautan: deposito placer Sekarang banjir (pasir, kerikil, berlian, dan emas) terbentuk pada landas kontinen ketika permukaan laut lebih rendah 20.000 tahun yang lalu. Hidrotermal deposito sulfida yang kaya mineral Cu, Pb, Zn, Mn, dan Ag ditemukan di ventilasi di sepanjang pegunungan di tengah laut. Masalah mengeksploitasi mereka dan perusakan habitat yang unik. Nodul mangan kaya Fe, Mn, Zn, Cu dan ribuan sampah mil persegi lautan di dunia. Siapa yang memiliki mereka? Siapa yang mengontrol pertambangan dan memberlakukan peraturan lingkungan?

6) Konservasi sumber daya yang ada: Dapat dilakukan dengan dua cara utama:

1) Pergantian: Pengganti sesuatu yang kita memiliki banyak untuk sesuatu yang kita tidak. Misalnya, plastik untuk logam dan tembaga untuk perak.

2) Daur ulang: Mengurangi jumlah sumber daya baru yang dibutuhkan. Umumnya dilakukan di AS Bekerja dengan baik untuk beberapa logam, seperti Cu, Al, Pt, dan Pb, tetapi tidak untuk orang lain (Ti). Mungkin juga menghemat energi pemurnian bijih mentah baru. Terutama terjadi untuk Al.

VI. Dampak Pertambangan

Penambangan bawah tanah biasanya hanya mengganggu area yang relatif kecil. Tambang ditinggalkan mungkin runtuh menyebabkan masalah penurunan jika dekat permukaan. Jenis pertambangan bisa sangat mahal dan kurang sedang dilakukan.

Pertambangan permukaan biasanya dilakukan sebagai lubang terbuka (quarry) atau dengan strip pertambangan. Buka lubang sering meninggalkan lubang besar di tanah. Dapat digunakan sebagai danau. Strip pertambangan dapat menghancurkan area besar vegetasi. Kedua jenis mengakibatkan peningkatan erosi dan pelapukan kimiawi. Dapat menghasilkan air asam tambang dan pencemaran sistem air lokal. Lahan reklamasi sekarang diperlukan. Hal ini dapat membuat tidak ekonomis untuk bijih tambang. Bijih marjinal tidak dapat ditambang, penurunan sumber daya yang tersedia.

Tailing tambang adalah bagian yang tidak terpakai dari bijih. Ini whats kiri setelah sumber daya telah diekstrak. Mungkin berisi unsur-unsur beracun. Proses pemurnian bijih dapat melepaskan polusi dan hujan asam penyebab. Di Sudbury, Ontario, ratusan mil persegi gundul vegetasi.