Minerały i Kamienie szlachetne

Złożem mineralnym jest takie naturalne skupienie surowca mineralnego lub zespołu surowców mineralnych, którego eks­ploatacja jest opłacalna. Surowcem mineralnym nazywamy mi­nerał lub zespół minerałów występujących w przyrodzie, które bezpośrednio lub po przeróbce mogą być przydatne do celów go­spodarczych. Tylko niektóre surowce mineralne mogą być bezpośrednio zużytkowane, np. pierwiastki występujące w postaci ro­dzimej, jak złoto, srebro, miedz, siarka, diamenty i inne kamienie szlachetne. Przeważnie jednak surowce mineralne, będące w ol­brzymiej większości związkami chemicznymi, muszą być pod­dane różnym procesom technologicznym w celu uzyskania z nich składnika użytecznego, np. metali z występujących w przyrodzie siarczków lub koksu z węgla. Ze względów na użyteczność i zastosowanie surowce mineralne dzielimy na grupy:

I) surowce energetyczne, czyli paliwa, II) surowce metaliczne, czyli rudy,

III) surowce chemiczne,

IV) surowce skalne,

V) surowce zdobnicze, które obejmują kamienie szlachetne (dia­menty, szmaragdy i inne odmiany berylu, szafiry, rubiny i inne odmiany korundu, topazy i in.), półszlachetne (grana­ty, różne odmiany krzemionki i in.) oraz kamienie dekoracyj­ne (serpentynity, labradoryty i in.).

Złoże określa się nazwą uzyskiwanego z niego pierwiastka, np. złoża cynku, ołowiu, siarki itp., lub nazwą najważniejszego surowca mineralnego, np. złoża magnetytu, hematytu, barytu, soli kamiennej itp. Jeżeli w złożu występuje nie jeden, lecz wię­cej surowców mineralnych zaznaczamy to w nazwie, np. złoże ołowiu i cynku, złoże soli potasowych itp. Nie jest rzeczą najważ­niejszą, czy dany surowiec mineralny jest głównym czy tylko pod­rzędnym składnikiem złoża. Złoże srebra może nieraz zawierać go tylko ułamek procentu, podobnie złoże złota, którego eksploa­tacja jest opłacalna nawet przy zawartości 0,001% tego metalu. Dotyczy to także złóż platyny i diamentu, których zawartość pro­centowa w złożu jest zwykle jeszcze mniejsza.

Nieraz nagromadzenia surowców mineralnych tylko w pew­nych częściach mają charakter złoża, mimo tego samego lub bar­dzo zbliżonego składu mineralnego. Zależeć to może np. od wa­runków hydrogeologicznych, spękań i innych zjawisk tektonicz­nych, które tak mogą utrudniać eksploatację, że staje się ona nie­opłacalna.

W najogólniejszym genetycznym podziale złóż wyróżnia się złoża endogeniczne, podzielone z kolei na magmogeniczne i metamorficzne, oraz złoża egzogeniczne (hipergeniczne). Do złóż magmogenicznych należą magmowe i powstałe wskutek procesów pomagmowych złoża pegmatytowe, pneumatolityczne i hydrotermalne, w których występuje wiele różnych kamieni szlachetnych.

W złożach pegmatytowych występują m.in. takie pierwiastki, jak: beryl, lit, niob i tantal, rubid i cez, cyrkon, bor i in. Złożom pneumatolitycznym towarzyszą minerały zawierające fluor, jak np. turmalin, topaz, fluoryt, a w złożach hydrotermalnych wy­stępują: kwarc, kalcyt, baryt i fluoryt.

Ważną rzeczą w badaniu złóż jest określenie ich związku cza­sowego z otaczającymi skałami. Jeżeli złoże powstało jednocześnie ze skałami otaczającymi i w wyniku tego samego procesu, okreś­lamy je jako syngenetyczne. Złoża epigenetyczne powstały póź­niej niż skały otaczające, w wyniku odrębnych procesów geolo­gicznych.

Oprócz złóż pierwotnych, powstałych dzięki określonemu procesowi geologicznemu, istnieją także złoża wtórne, które utwo­rzyły się kosztem istniejących złóż pierwotnych wskutek ich wie­trzenia.

W miejscach, w których skały ulegają rozkładowi mogą two­rzyć się złoża rezydualne, wśród których wyróżnia się złoża po­chodzenia mechanicznego (eluwialne) i pochodzenia chemicznego, czyli wietrzeniowe. Surowce mineralne nagromadzone w złożach eluwialnych są pozostałością wymytego przez wody lub odwianego przez wiatr pierwotnego materiału skalnego. W ten sposób powstały złoża minerałów ciężkich, które nie zostały uniesione przez wodę czy wiatr. W podobny sposób mogły powstać niektóre złoża kamieni szlachetnych, odpornych na wietrzenie i mających większą gęstość niż pospolite składniki skał, w których pierwotnie występowały.

Podobnie jak złoża rezydualne, także złoża osadowe (sedy­mentacyjne) powstają wskutek procesów egzogenicznych, wtórne jednak nagromadzenie surowców mineralnych następuje nie na miejscu rozkładu skały, lecz w pewnej, nieraz nawet znacznej odległości. Najważniejszymi czynnikami, od których zależy po­wstawanie złóż tego typu, są transport i sedymentacja. Główną rolę w transporcie materiału skalnego i mineralnego odgrywają wody płynące, tj. potoki i rzeki, niekiedy materiał ten może być przenoszony na inne miejsca przez fale i prądy morskie.

W trakcie transportu materiału powstałego wskutek wietrze­nia następuje zwykle jego selekcja polegająca na oddzieleniu większych okruchów skalnych i mineralnych niezmienionych dzięki odporności na czynniki wietrzenia chemicznego i mecha­nicznego, np. kwarcu, od materiału drobniejszego, będącego pro­duktem wietrzenia, który unoszony jest dalej. Okruchy mine­rałów o dużej gęstości unoszone są trudniej i mogą tworzyć lo­kalne nagromadzenia. Do takich minerałów ciężkich i odpornych na działanie czynników chemicznych należą min. złoto, platyna, kasyteryt, ilmenit, monacyt oraz cyrkon i inne kamienie szlachet­ne. Osady rzeczne zawierające minerały w opłacalnej do eksploa­tacji ilości określa się jako złoża aluwialne, a osady morskie — jako plażowe.

Gospodarcze znaczenie złóż zależy przede wszystkim od:

1) jakości surowców mineralnych,

2) zasobów, tj. ilości zawartych surowców,

3) warunków geologicznych,

4) warunków geograficz­nych.

Ważnym czynnikiem geologicznym decydującym często o wartości gospodarczej złoża jest prawidłowość jego budowy. Przecinające złoże uskoki mogą spowodować znaczne zmniejsze­nie jego wielkości i obniżenie opłacalności eksploatacji. Również stosunki hydrogeologiczne są bardzo ważnym czynnikiem przy eksploatacji złóż. Wody podziemne występujące w dużych ilościach i wymagające stałego odwadnianiu kopalń są bardzo nie­korzystne, utrudniają bowiem eksploatację i podwyższają jej kaszty.