Κεφάλαιο 9 Μελέτες περίπτωσης

Transcript

1 Κεφάλαιο 9 Μελέτες περίπτωσης Σύνοψη Με στόχο την εμπέδωση των εννοιών και των τεχνικών που παρουσιάστηκαν στα προηγούμενα, στο κεφάλαιο αυτό παραθέτουμε πέντε μελέτες εφαρμογών, οι οποίες καλύπτουν μια ευρεία περιοχή θεματολογίας της μεταλλευτικής έρευνας. Αρχικά, αναφερόμαστε σε μια μελέτη που πραγματοποιήθηκε από το ΙΓΜΕ τη δεκαετία του 1970 και αφορούσε τον καθορισμό του βέλτιστου ερευνητικού καννάβου γεωτρήσεων για τον εντοπισμό κοιτασμάτων σμύριδας στη Νάξο. Αναφέρεται στο Κεφάλαιο 6. Ακολουθεί περιληπτική περιγραφή έρευνας που διεξήχθη στο πλαίσιο διπλωματικής εργασίας στο ΕΜΠ το 2007 και αφορούσε τη σύγκριση μεθόδων υπολογισμού αποθεμάτων χαλκούχου κοιτάσματος στην Κύπρο. Αναφέρεται στο Κεφάλαιο 7. Συνεχίζουμε με την παρουσίαση ερευνητικής εργασίας που έγινε στο ΕΜΠ το 2006 και αφορούσε τον καθορισμό βέλτιστου ερευνητικού καννάβου γεωτρήσεων για την εκτίμηση των αποθεμάτων λιγνιτικού κοιτάσματος στο Αμύνταιο. Αναφέρεται στο Κεφάλαιο 6. Η επόμενη μελέτη αφορά τη διεξαγωγή του σταδίου της κύριας έρευνας για το κοίτασμα μεικτών θειούχων μεταλλευμάτων Μολάων Λακωνίας, η οποία διεξήχθη τη δεκαετία του 1980 από το ΙΓΜΕ και την μεταλλευτική εταιρεία ΜΕΤΒΑ ΑΕ. Αναφέρεται στο Κεφάλαιο 7. Τέλος, παρουσιάζονται περιληπτικά όλα τα στάδια της μεταλλευτικής έρευνας που διεξήχθη από το ΙΓΜΕ την δεκαετία του 1950 στη Χαλκιδική και αφορούσε το χαλκούχο κοίτασμα της περιοχής των Σκουριών. Αναφέρεται στα Κεφάλαια 1, 2, 3, 4 και 5. Προαπαιτούμενη γνώση Για την παρακολούθηση του κεφαλαίου αυτού είναι απαραίτητη η γνώση των βασικών εννοιών και των θεμάτων της μεταλλευτικής έρευνας, όπως λ.χ. παρουσιάζονται στα προηγούμενα κεφάλαια αυτού του βιβλίου Καθορισμός καννάβου για τον εντοπισμό κοιτασμάτων σμύριδας στη Νάξο Η μελέτη που παρουσιάζουμε εδώ σχετίζεται με τον καθορισμό του καλύτερου καννάβου για τον εντοπισμό κοιτασμάτων σμύριδας στη Νάξο και έγινε από το ΙΓΜΕ στα τέλη του Είχε προηγηθεί μια σύντομη κοιτασματολογική μελέτη των σμυριδοφόρων περιοχών του νησιού, με σκοπό την καταγραφή και αξιολόγηση των υπαρχόντων αποθεμάτων και την κατάρτιση προγράμματος έρευνας για την επέκτασή τους. Τα κοιτάσματα σμύριδας βρίσκονται κυρίως στον ορεινό όγκο που καλύπτει το ΒΑ τμήμα της Νάξου. Η περιοχή καλύπτεται από εναλλαγές μαρμάρων και σχιστόλιθων. Η σμύριδα εντοπίζεται σε συγκεκριμένο ορίζοντα μέσα στο μάρμαρο, υπό μορφή φακοειδών κοιτασμάτων. Ο ορίζοντας αυτός έχει σημαντική εξάπλωση σε όλο τον ορεινό όγκο και παρουσιάζει σημαντικές εμφανίσεις σμύριδας στη βόρεια και νότια πλευρά του, όπου βρίσκονται και τα ορυχεία των κοινοτήτων Κορώνου και Απειράνθου. Μέσα σε αυτό τον ορίζοντα παρουσιάζονται δύο ζώνες με αυξημένη συγκέντρωση σωμάτων σμύριδας. Οι ζώνες αυτές, που έχουν τη γενική διεύθυνση ΒΒΑ ΝΝΔ, είναι η ζώνη Στραβολαγκάδας Κακόρυακα και η ζώνη Πεζουλών Ασπαλαθρωπού. Το ενδιαφέρον για άμεση μεταλλευτική έρευνα με γεωτρήσεις είχε εντοπιστεί στην περιοχή Πεζουλών και αφορούσε την έρευνα για την επέκταση προς το νότο των κοιτασμάτων των τότε ενεργών ορυχείων Σαραντάρα, Τζουμαγιά και Εικοσάρα. Για την καθοδήγηση της γεωτρητικής έρευνας στη γειτονική περιοχή των παραπάνω ορυχείων, όπου τα πάχη των υπερκείμενων πετρωμάτων είναι σχετικώς μικρά, προτάθηκε η εκτέλεση γεωμαγνητικών μετρήσεων. Παράλληλα, διερευνήθηκε το θέμα των διαστάσεων του γεωτρητικού καννάβου που επρόκειτο να χρησιμοποιηθεί κατά την εξέλιξη της έρευνας προς το νότο, όπου τα μεγάλα πάχη των υπερκειμένων θα εμπόδιζαν την αποτελεσματική εφαρμογή των γεωφυσικών μεθόδων Επιλογή διαστάσεων καννάβου Η διαδικασία που ακολουθήθηκε είναι η εξής:

2 Επιλέχθηκε ως αντιπροσωπευτική περιοχή για τη λήψη των απαραίτητων στοιχείων η περιοχή των ορυχείων Τζουμαγιάς, Εικοσάρας και Σαραντάρας. Σχεδιάστηκαν και εμβαδομετρήθηκαν οι οριζόντιες προβολές των εξορυχθέντων 23 φακών και προσεγγίστηκαν με ελλείψεις (Εικόνα 9.1). Εδώ πρέπει να σημειωθεί ότι, επειδή τα περισσότερα σώματα σμύριδας είναι ατελώς περιχαραγμένα, τα πραγματικά όρια των φακών είναι μεγαλύτερα, οι υπολογιζόμενες δηλαδή στη συνέχεια πιθανότητες εντοπισμού θα αποτελούν συντηρητικές εκτιμήσεις.

3 Εικόνα 9.1 Περιοχή Πεζούλες Κορώνου. Απεικόνιση σωμάτων σμύριδας με ελλείψεις (Μάστορης & Γκίκας 1979). Καταγράφηκε για κάθε σώμα i η σχέση αξόνων λ i και το μήκος του μεγάλου άξονα d i της αντίστοιχης έλλειψης. Επίσης, υπολογίστηκαν για κάθε σώμα οι πιθανότητες που έχει να εντοπιστεί από καννάβους πλευράς μ από 100 έως 10 m. Τα σχετικά στοιχεία δίνονται στον Πίνακα 9.1. α/α σώματος Εμβαδόν οριζόντιας προβολής S i Μήκος μεγάλου άξονα d i Σχέση αξόνων λ i Πιθανότητα P xi εντοπισμού με κάνναβο πλευράς μ = 100, 90,, ,5 0,30 46,3 55,1 65,8 77,9 90,3 97, ,9 0,40 14,5 17,9 22,7 29,6 39,9 55,2 77,1 96, ,3 0,50 11,6 14,3 18,1 23,7 32,2 46,1 67,9 95, ,5 0,60 10,2 12,6 15,9 20,8 28,3 40,8 62,3 93, ,9 0,50 8,6 10,7 13,5 17,6 24,0 34,6 53,0 83, ,0 0,40 8,5 10,5 13,3 17,3 23,6 34,0 51,2 79, ,5 0,30 6,0 10,4 9,4 12,2 16,7 24,1 36,8 59,9 92, ,3 0,15 4,0 4,9 6,2 8,2 11,1 16,0 24,4 40,6 73, ,3 0,35 3,2 4,0 5,0 6,6, 9,0 12,9 20,2 35,7 70, ,5 0,50 2,8 3,9 5,0 6,5 8,9 12,8 20,0 35,5 73, ,8 0,70 1,5 3,5 4,4 5,8 7,9 11,4 17,8 31,7 69, ,6 0,45 1,0 1,8 2,3 3,1 4,1 6,0 9,4 16,7 37,5 96, ,6 0,30 1,0 1,2 1,6 2,0 2,8 4,0 6,2 11,1 25,0 78, ,1 0,35 0,8 1,2 1,6 2,0 2,8 4,0 6,2 11,1 25,0 80, ,0 0,40 0,6 1,0 1,2 1,6 2,2 3,2 5,0 8,9 20,0 62, ,9 0,50 0,6 0,8 1,0 1,3 1,8 2,6 4,1 7,2 16,2 42, ,7 0,60 0,5 0,7 0,9 1,2 1,7 2,4 3,7 6,7 15,0 63, ,2 0,40 0,5 0,7 0,9 1,1 1,5 2,2 3,4 6,1 13,7 52, ,9 0,80 0,4 0,6 0,8 1,0 1,4 2,0 3,1 5,6 12,5 50, ,6 0,45 0,3 0,5 0,6 0,8 1,1 1,6 2,5 4,4 10,0 39, ,7 0,70 0,3 0,4 0,5 0,7 0,9 1,3 2,1 3,7 8,2 33, ,4 0,35 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,2 1,9 3,3 7,5 29, ,2 1,00 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,2 1,9 3,3 7,5 30,0 S ολ % Αναμενόμενα αποθέματα 22,7 27,2 33,0 40,1 48,6 57,3 68,3 82,2 91,9 98,0 Πίνακας 9.1 Πιθανότητες εντοπισμού κάθε σώματος από καννάβους πλευράς από 100 έως 10 m. Με βάση τα στοιχεία αυτά και δεχόμενοι το αυτό μέσο πάχος για όλα τα κοιτάσματα, σε αναλογία με τη σχέση 6.13, υπολογίστηκαν από κάθε κάνναβο αποθέματα, ως ποσοστό των υπαρχόντων, από τη σχέση: (9.1) Texp PT xi i PS xi i = = Tολ Sολ Sολ όπου S i = το εμβαδόν της οριζόντιας προβολής του σώματος i S ολ = το άθροισμα των ανωτέρω εμβαδών για όλα τα σώματα ( S S = ολ i ). Τα αποτελέσματα δίνονται στον Πίνακα 9.1 και υπό μορφή καμπύλης στην Εικόνα 9.2.

4 Εικόνα 9.2 Αποθέματα που αναμενόταν να εντοπιστούν, σε συνάρτηση με την πλευρά του καννάβου, κατά την αναζήτηση κοιτασμάτων σμύριδας. Τελικά επιλέχθηκε ως καταλληλότερος ο κάνναβος με πλευρά 50 m εφόσον: o Έδινε ικανοποιητικό ποσοστό (57%) μεταλλοφορίας που αναμενόταν να εντοπιστεί. o Η σμύριδα ήταν μετάλλευμα μικρής αξίας και δεν επιδεχόταν υψηλά έξοδα έρευνας. o Με τον κάνναβο αυτό θα εντοπίζονταν κυρίως τα μεγάλα σχετικώς σώματα, που θα είχαν χαμηλότερο κόστος εκμετάλλευσης, πράγμα απαραίτητο για τη μελλοντική αξιοποίησή τους Διερεύνηση της σχέσης πυκνότητας δειγματοληπτικών γεωτρήσεων και ακρίβειας των αποτελεσμάτων κατά την εκτίμηση αποθεμάτων χαλκούχου κοιτάσματος στην Κύπρο Το χαλκούχο κοίτασμα «Φοίνικας» βρίσκεται στη νήσο Κύπρο και υφίσταται εκμετάλλευση από τη Hellenic Copper Mines Ltd, από το Γεωλογικά ανήκει στο γνωστό κοιτασματοφόρο οφιολιθικό σύμπλεγμα του όρους Τρόοδος. Το εξορυκτικό πρόγραμμα του Φοίνικα προβλέπει την εξόρυξη 2 3 εκατ. τόνων μεταλλεύματος και 2 εκατ. τόνων στείρων. Το μετάλλευμα που εξορύσσεται τροφοδοτεί το παρακείμενο υδρομεταλλουργικό εργοστάσιο της εταιρείας. Το τελικό προϊόν που παράγεται είναι καθαρός χαλκός %. Το μεταλλείο και το υδρομεταλλουργικό εργοστάσιο λειτουργούν στην περιοχή Σκουριώτισσας (Εικόνες 9.3, 9.4), 50 km δυτικά της Λευκωσίας, στους πρόποδες της οροσειράς του Τροόδους. Η έδρα της εταιρείας βρίσκεται στη Λευκωσία.

5 Εικόνα 9.3 Χάρτης νήσου Κύπρου. Η Hellenic Copper Mines Ltd (HCM) ιδρύθηκε το 1994 ως θυγατρική της Ελληνικής Μεταλλευτικής Εταιρείας, η οποία είχε τα δικαιώματα εκμετάλλευσης του μεταλλείου από το Η HCM είχε καταρτίσει μακροχρόνιο πρόγραμμα ανάπτυξης, το οποίο περιλαμβάνει εκτεταμένη γεωλογική έρευνα με σκοπό την ανακάλυψη πρόσθετων αποθεμάτων σε μια περιοχή με υψηλές πιθανότητες επιτυχίας. Παράλληλα, προσέβλεπε στην τεχνολογική ανάπτυξη του μεταλλευτικού τομέα, αλλά και της Κύπρου γενικά, αφού το έργο της ήταν το πρώτο στο είδος του στην Ευρώπη. Οι κυριότεροι μέτοχοι της HCM ήταν η Ελληνική Μεταλλευτική Εταιρεία Λτδ, η Oxiana Europe Ltd και η Mytilineos Holdings S.A. Ο Φοίνικας είναι προϊόν του γνωστού κοιτασματοφόρου οφιολιθικού συμπλέγματος του όρους Τρόοδος. Η επικρατούσα άποψη ήταν ότι η δημιουργία των θειούχων κοιτασμάτων της Κύπρου σχετίζεται με τις τεκτονικές τάφρους. Εικόνα 9.4 Άποψη του μεταλλείου. Το κοίτασμα βρίσκεται σε αλλοιωμένες βασαλτικές λάβες του ανώτερου ορίζοντα. Κυριαρχεί η προπυλιτιωμένη μορφή λαβών, οι οποίες τέμνονται από εκχύσεις έντονα εξαλλοιωμένων λαβών υψηλής πυριτιώσεως. Στα όρια των πυριτιωμένων αυτών λαβών παρουσιάζεται έντονα ο αιματίτης, ενώ δεν απουσιάζουν και κατάλοιπα μη εξαλλοιωμένων βασαλτικών λαβών, οι οποίες περιβάλλονται πάντα από άλλες εξαλλοιωμένες. Το κοίτασμα είναι υδροθερμικό και τα μεταλλοφόρα ρευστά, ανερχόμενα, ακολούθησαν τις ασυνέχειες του πετρώματος, που κυρίως ήταν οι περιβάλλουσες των λαβών. Ορυκτολογικά, κυριαρχούν τα οξειδωμένα ορυκτά της ζώνης εμπλουτισμού, κυρίως μη οξειδωμένα χαλκούχα ορυκτά και σιδηροπυρίτης. Η περιεκτικότητα σε θείο είναι χαμηλή (0,5 5,0%) και υπάρχουν ευδιάκριτες ζώνες μαλαχίτη. Τα γεωλογικά αποθέματα του κοιτάσματος υπολογίζονται σε τόνους, με μέση περιεκτικότητα 0,4% σε χαλκό.

6 Στα γεωλογικά χαρακτηριστικά του κοιτάσματος αξίζει να σημειωθεί και η ύπαρξη σημαντικής ποσότητας χρυσοφόρου μεταλλεύματος. Το κοίτασμα του Φοίνικα (Εικόνα 9.5) έχει διαστάσεις κώνου m και μέγιστη ανάπτυξη σε βάθος γύρω στα 220 m. Για την εξόρυξη του μεταλλεύματος εφαρμόζεται η μέθοδος των ορθών ανοικτών βαθμίδων (κλειστή εκσκαφή). Η προσπέλαση γίνεται μέσω σκυρόστρωτων οδών, που ενώνουν τις θέσεις εξόρυξης με τις πλατείες απόθεσης και το εργοστάσιο εμπλουτισμού. Η εξόρυξη γίνεται επιλεκτικά και με εφαρμογή ελεγχόμενων μεθόδων πυροδότησης. Ο στόχος των πυροδοτήσεων είναι η χαλάρωση του πετρώματος και όχι η εξόρυξη και ο θρυμματισμός του. Αναφέρονται οι εκσκαφείς τύπου CAT 375B και ο O&K RH30 που χρησιμοποιούνται για την εξόρυξη και φόρτωση και τα οχήματα τύπου CAT 773B & C και CAT 777C που χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά των μεταλλευμάτων και των στείρων. Εικόνα 9.5 Ψηφιακό μοντέλο εδάφους Φοίνικα, Μάιος Η εκτίμηση των αποθεμάτων από την εταιρεία έγινε με τη μέθοδο του αντιστρόφου τετραγώνου της απόστασης (IDS). Στην προσπάθεια βελτιστοποίησης της εκτίμησης των αποθεμάτων και παράλληλα με την προχώρηση της εξόρυξης, η εταιρεία προβαίνει συνεχώς σε επαναπροσδιορισμό των αποθεμάτων για καλύτερη και ακριβέστερη μελέτη και αξιοποίηση του κοιτάσματος. Για την πραγματοποίηση του στόχου αυτού στη μέθοδο IDS χρησιμοποιούνται και αξιοποιούνται συνεχώς νέοι περιορισμοί, νέες γεωτρήσεις και στοιχεία που προέρχονται από το πλούσιο αρχείο που δημιουργείται από την εξόρυξη του μεταλλεύματος. Στο τελευταίο μοντέλο με μπλοκ (βλ. Κεφάλαιο 7) που δημιούργησε η εταιρεία εφάρμοσε περιορισμούς στην ακτίνα επιρροής εκτίμησης κάθε μπλοκ. Οι αποστάσεις αυτές είναι 30 m, 45 m και 60 m, προσδιορίζοντας έτσι τα βέβαια, τα πιθανά και τα δυνατά αποθέματα αντίστοιχα. Επίσης, εφαρμόστηκε ο περιορισμός της ύπαρξης τουλάχιστον δύο γεωτρήσεων σε κάθε κύκλο υπολογισμών. Η εξόρυξη ξεκίνησε το 1996 και μέχρι τη στιγμή που έγινε η μελέτη των Modis et al είχε εξορυχθεί σημαντικό μέρος του εκμεταλλεύσιμου κοιτάσματος. Η εταιρεία, τηρώντας πλήρες αρχείο των διατρημάτων ανατίναξης, περίπου κάθε οκτώ μέτρα, συνέκρινε και έλεγχε συνεχώς την ακρίβεια των εκτιμήσεων. Τα αποτελέσματα των συγκρίσεων έδειξαν σημαντικές διαφορές από την πραγματικότητα, τόσο θετικές όσο και αρνητικές, σε μεγάλα τμήματα του κοιτάσματος. Για την αντιμετώπιση του προβλήματος αποφασίστηκε ο επανυπολογισμός των αποθεμάτων με γεωστατιστική (βλ. Κεφάλαιο 7), η οποία θεωρείται αδιαμφισβήτητα ακριβέστερη. Επίσης, θεωρήθηκε απαραίτητη η σύγκριση μεταξύ των δύο μεθόδων με σκοπό την κατανόηση των αποκλίσεων και προσδιορισμό των πιθανών αιτίων που δημιούργησαν τα σφάλματα εκτίμησης.

7 Εικόνα 9.6 Διαθέσιμες γεωτρήσεις και όρια μοντέλου με μπλοκ. Για τον υπολογισμό των αποθεμάτων με γεωστατιστική χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 325 γεωτρήσεις, οι οποίες περιλαμβάνουν δείγματα μέσου μήκους 1,5 m (Εικόνα 9.6). Οι γεωτρήσεις είναι κατακόρυφες με βάθος που κυμαίνεται από 30 έως 600 m. Είναι τοποθετημένες σε τετραγωνικό ως επί το πλείστον κάνναβο με πλευρά 20 m. Τα δείγματα έχουν αναλυθεί ως προς την περιεκτικότητα σε Cu, S και τη διαλυτότητα σε θειικό οξύ. Ο υπολογισμός των βαριογραμμάτων (Εικόνα 9.7) έγινε στις εξής κατευθύνσεις: Βορρά Νότο, Ανατολή Δύση, κατά μήκος της γεώτρησης, Βορειοανατολικά Νοτιοδυτικά και Βορειοδυτικά Νοτιοανατολικά. 0,3 γ(h) Cu (%) 2 0,2 0,1 N-S E-W DTH Model h (m) Εικόνα 9.7 Πειραματικά βαριογράμματα και προσαρμοσμένο μοντέλο. Η εξέταση των πειραματικών βαριογραμμάτων δείχνει τη μη τυχαία κατανομή των περιεκτικοτήτων στον χώρο, εφόσον το φαινόμενο κόκκου είναι πρακτικά μηδενικό. Επιπλέον, είναι σαφής η ισοτροπία και η ομοιογένεια του κοιτάσματος. Στα δεδομένα προσαρμόστηκε ένα σφαιρικό μοντέλο βαριογράμματος με οροφή C o = 0.15 Cu (%) 2 και ακτίνα επιρροής α = 45 m. Η εκτίμηση του κοιτάσματος έγινε στο πλαίσιο του μοντέλου με μπλοκ, στις ίδιες συντεταγμένες και μέγεθος με το μοντέλο IDS, το οποίο υπολογίστηκε παλαιότερα. Κάθε μπλοκ είχε διαστάσεις m.

8 Το συνολικό παραλληλεπίπεδο που προέκυψε είχε διαστάσεις m και ήταν οριζόντιο. Οι συντεταγμένες του κέντρου του παραλληλεπιπέδου αυτού ήταν Ε, Ν και το υψόμετρό του 175 m (Εικόνα 9.8). Σε κάθε μπλοκ καταχωρήθηκαν οι τρεις συντεταγμένες του κέντρου του, ο αριθμός των σύνθετων δειγμάτων που χρησιμοποιήθηκαν για την εκτίμησή του, καθώς και η εκτιμώμενη περιεκτικότητα σε Cu. Εικόνα 9.8 Γεωμετρία του μοντέλου με μπλοκ. Για την εκτίμηση της μέσης περιεκτικότητας κάθε μπλοκ χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος του Ordinary Kriging. Για τον προσδιορισμό των δειγμάτων που χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση κάθε μπλοκ ακολουθήθηκε η στρατηγική της ελλειψοειδούς ογδοημοριακής αναζήτησης, με μέγιστη απόσταση 50 m στο οριζόντιο επίπεδο και 15 m στο κατακόρυφο. Ο μέγιστος αριθμός δειγμάτων για τον υπολογισμό ήταν 48 και ο ελάχιστος 6. Η σύγκριση των αποτελεσμάτων των δύο μεθόδων έγινε βάσει των αποτελεσμάτων της εκμετάλλευσης στα υψόμετρα 248 έως 171, τη χρονική περίοδο Κατά τη διάρκεια της περιόδου αυτής και με στόχο τον χαρακτηρισμό κάθε μπλοκ που επρόκειτο να αποληφθεί ορύσσονταν τέσσερα διατρήματα μήκους 3,6 m σε τετραγωνική διάταξη πλευράς 4 m, από τα οποία λαμβανόταν ένα σύνθετο δείγμα. Συνολικά, ήταν διαθέσιμα δείγματα από σύνολο περίπου διατρημάτων (Εικόνα 9.9). Στην περιοχή των δειγμάτων αυτών δημιουργήθηκε ένα νέο μοντέλο με μπλοκ, στο οποίο εκτιμήθηκαν οι μέσες τιμές με χρήση της μεθόδου IDS. Η κατανομή της περιεκτικότητας στο μοντέλο αυτό μπορεί να θεωρηθεί ότι απεικονίζει την πραγματικότητα λόγω της πυκνής δειγματοληψίας, ενώ για τον ίδιο λόγο η μέθοδος εκτίμησης δεν παίζει σημαντικό ρόλο.

9 Εικόνα 9.9 Δεδομένα εκμετάλλευσης. Για μια πρώτη σύγκριση των δύο μεθόδων, υπολογίστηκε η μέση τιμή καθενός από τα τρία μοντέλα (Kriging, IDS και «πραγματικότητας») σε κάθε βαθμίδα εκμετάλλευσης. Τα αποτελέσματα της σύγκρισης φαίνονται στην Εικόνα ,7 0,6 %Cu 0,5 0,4 0, Bench Elevation (m) %Cu (IDS) %Cu (Kriging) %Cu (reality) Εικόνα 9.10 Σύγκριση αποτελεσμάτων των δύο μεθόδων υπολογισμού με την πραγματικότητα. Είναι εμφανές ότι: (α) Και οι δύο μέθοδοι δημιουργούν εξομάλυνση της κατανομής περιεκτικότητας. (β) Και οι δύο μέθοδοι παρουσιάζουν αποκλίσεις από την πραγματικότητα. (γ) Η γεωστατιστική παρουσιάζει μικρότερο σφάλμα, κυρίως στην περιοχή του φτωχού κοιτάσματος (Εικόνα 9.11). 0,7 %Cu (Kriging) %Cu %Cu (IDS) Linear (%Cu (Kriging)) 0,2 0,2 0,4 0,6 0,8 1 %Cu (reality) Linear (%Cu (IDS)) Εικόνα 9.11 Συσχέτιση εκτιμήσεων με την πραγματικότητα. Τα ανωτέρω φαίνονται ακριβέστερα στην Εικόνα 9.12, όπου απεικονίζονται τα αποτελέσματα των δύο μεθόδων για κάθε βαθμίδα σε συνάρτηση με τις πραγματικές τιμές. Είναι εμφανές ότι η ευθεία ελάχιστων

10 τετραγώνων της γεωστατιστικής πλησιάζει περισσότερο προς τη διχοτόμο των αξόνων, γεγονός που δείχνει καλύτερη προσέγγιση της πραγματικότητας. Εικόνα 9.12 Συσχέτιση εκτιμήσεων με την πραγματικότητα. Για τον ακριβέστερο έλεγχο της απόκλισης κάθε μεθόδου από την πραγματικότητα, είναι αναγκαίο να συγκριθούν οι τομές των μοντέλων σε κάθε βαθμίδα με στόχο την εξέταση της χωρικής κατανομής των περιεκτικοτήτων. Μια παρόμοια σύγκριση δείχνει σχετική υπεροχή της γεωστατιστικής έναντι της μεθόδου IDS (Εικόνες 9.12 και 9.13). Παρά την αδιαμφισβήτητη υπεροχή της, η μη επίτευξη σημαντικής βελτίωσης στην ακρίβεια με την εφαρμογή της γεωστατιστικής στην περίπτωση του Φοίνικα οφείλεται: (α) στην κανονικότητα της δειγματοληψίας, η οποία οδηγεί σε συμμετρικές διατάξεις των δεδομένων ως προς το σημείο εκτίμησης, με αποτέλεσμα σε ισαπέχοντα σημεία να αποδίδονται ίσοι συντελεστές βαρύτητας, ανεξάρτητα από τη μέθοδο υπολογισμού που χρησιμοποιείται, (β) στη μεγάλη πυκνότητα της δειγματοληψίας, η οποία οδηγεί και τις δύο μεθόδους σε σύγκλιση με την πραγματικότητα. Εικόνα 9.13 Συγκριτικές τομές στο υψόμετρο Ζ=189.

11 Συμπερασματικά, η σύγκριση των αποτελεσμάτων της μεθόδου IDS και της γεωστατιστικής με τα αποτελέσματα της εκμετάλλευσης δείχνει βελτίωση της ακρίβειας της εκτίμησης. Η βελτίωση αυτή είναι εμφανής είτε με απευθείας συγκριτική παρατήρηση τομών είτε μέσω της τάσης για σύγκλιση της ευθείας των εκτιμώμενων με τις πραγματικές τιμές Καθορισμός της βέλτιστης πυκνότητας δειγματοληψίας σε πολυστρωματικό λιγνιτικό κοίτασμα στην Πτολεμαΐδα Ο λιγνίτης αποτελεί ένα είδος γαιάνθρακα που βρίσκεται στα υψηλότερα στρώματα του φλοιού και έχει ιδιαίτερη σημασία για τον τομέα της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στην Ελλάδα, καθώς η τελευταία καλύπτει από την εξόρυξή του περίπου το 66% των ενεργειακών αναγκών της. Τα επιβεβαιωμένα αποθέματα λιγνίτη στην Ελλάδα ανέρχονται σε εκατομμύρια τόνους, εκ των οποίων τα εκατομμύρια τόνοι (67%) είναι οικονομικά εκμεταλλεύσιμα. Τα αποθέματα αυτά παρουσιάζουν αξιοσημείωτη γεωγραφική κατανομή σε όλη την ελληνική επικράτεια. Η συντριπτική πλειονότητα των ελληνικών κοιτασμάτων λιγνίτη βρίσκονται στο βόρειο τμήμα της Ελλάδας (Δυτική Μακεδονία), και συγκεκριμένα στην τεκτονική λεκάνη που εκτείνεται κατά μήκος του άξονα Φλώρινας Πτολεμαΐδας Κοζάνης Ελασσόνας (Εικόνα 9.14). Εικόνα 9.14 Λιγνιτικά κοιτάσματα της Δυτικής Μακεδονίας και της Θεσσαλίας. Το ορυχείο «Κλειδί» βρίσκεται στο ανατολικό νοτιοανατολικό σύνορο της συνολικής έκτασης εξόρυξης της Φλώρινας, 22 km ανατολικά νοτιοανατολικά της πόλης της Φλώρινας. Εκτείνεται περίπου 3 km προς τα βόρεια και τα νότια και περίπου 1,7 km προς τα δυτικά και τα ανατολικά (Εικόνα 9.15). Η περιοχή του ορυχείου, συμπεριλαμβανομένου του χωριού Κλειδί, καλύπτει περίπου 5 km 2. Η περιοχή του κοιτάσματος είναι λοφώδης με υψόμετρα που κυμαίνονται μεταξύ m έως m. Η λεκάνη, υπό μορφή διαύλου, στενεύει προοδευτικά προς τα ΒΔ, ενώ ΝΑ, προς την περιοχή Πετρών, διευρύνεται με προοδευτική μείωση των υψομέτρων. Το ορυχείο συμβάλλει στην τροφοδοσία του σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Μελίτης.

12 Εικόνα 9.15 Γενική άποψη του ορυχείου Κλειδιού. Το κοίτασμα του ορυχείου Κλειδιού υποδιαιρείται εν μέρει σε στενά ρηγματώδη μπλοκ, διαφόρων συστημάτων ρηγμάτων, που εμφανίζονται κυρίως σε ΒΔ ΝΑ, ΒΑ ΝΔ και ΒΝ διεύθυνση και ως επί το πλείστον αποτελούνται από κατερχόμενα και, σε μικρότερο βαθμό, ανερχόμενα ρήγματα. Η επίδραση αυτών των ρηγμάτων στη στρωματογραφία παρουσιάζεται στις τομές AA (Εικόνα 9.16) και BB (Εικόνα 9.17). Εικόνα 9.16 Μηκοτομή ΑΑ. Εικόνα 9.17 Εγκάρσια τομή ΒΒ. Το πάχος των υπερκείμενων στρωμάτων κυμαίνεται περίπου από 3 m έως 100 m. Οι υπερκείμενες ενστρώσεις συνίστανται από ιλύ και είναι, κατά θέσεις, αργιλούχες, αμμούχες, με ενστρώσεις αμμούχων αργίλων και αργιλούχων άμμων. Τοπικά, τα υπερκείμενα αυτά στρώματα περιλαμβάνουν και αργιλομαργαϊκή συνδετική ύλη, δημιουργώντας τον «σχηματισμό Κλειδιού», ο οποίος έχει μεγάλη εξάπλωση σε όλο τον χώρο

13 του κοιτάσματος και επηρεάζει την εκμετάλλευσή του. Το πάχος του είναι από m έως m και συνίσταται από κροκαλοπαγή συνεκτικά, με κροκάλες διαφόρων μεγεθών και ασβεστολιθικές κροκάλες. Κατά θέσεις παρεμβάλλονται ενστρώσεις πηλών καθώς και ψαμμιτών και ψηφιδοπαγών. Συχνά παρατηρούνται στρώματα συμπαγή και σκληροί συνεκτικοί ορίζοντες. Η ηλικία του σχηματισμού μπορεί να χαρακτηριστεί ως μέσο-πλειστοκαινική. Σχετικά με τη λιγνιτοφόρο σειρά, το συνολικό πάχος της κυμαίνεται από 3 έως 50 m Δειγματοληψία και εκτίμηση αποθεμάτων Για την αξιολόγηση των διαθέσιμων γεωτρητικών δεδομένων της περιοχής και για τον προσδιορισμό του εξορυσσόμενου λιγνίτη, είχε εφαρμοστεί κατάλληλη δέσμη κριτηρίων. Τα κριτήρια αυτά βασίζονταν στον συνδυασμό του εξοπλισμού εκσκαφής και του εξορυσσόμενου λιγνίτη, προκειμένου να επιτευχθεί η βέλτιστη ποσότητα και ποιότητα για την αποτελεσματική λειτουργία του σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και ταυτόχρονα να μεγιστοποιηθεί η χρήση των διαθέσιμων πόρων. Ο αλγόριθμος αξιολόγησης αναγνωρίζει παραμέτρους που αφορούν το ελάχιστο πάχος του λιγνίτη και της ρύπανσης, της επιλεκτικής εξόρυξης, τις απώλειες εξόρυξης οι οποίες αναμένονται στην οροφή και το δάπεδο κάθε εξορύξιμου μπλοκ, καθώς και την περιεκτικότητα σε τέφρα. Με βάση τον σταθμισμένο μέσο όρο των παραμέτρων ποιότητας μπορεί να καθοριστεί το προς εξόρυξη λιγνιτικό μπλοκ. Ο αλγόριθμος λειτουργεί ως εξής: Οι στρώσεις με μικρότερο πάχος από το ελάχιστο που ορίζεται για την επιλεκτική εξόρυξη χαρακτηρίζονται ως ρύπανση και δεν μπορούν να συμβάλουν στον σχηματισμό των μπλοκ λιγνίτη. Οι υπόλοιπες λιγνιτικές στρώσεις, που βρίσκονται μεταξύ των προαναφερόμενων στρώσεων ρύπανσης, σχηματίζουν τα μπλοκ του λιγνίτη. Λαμβάνοντας υπόψη τις απώλειες της εξόρυξης, αν το πάχος του εν λόγω μπλοκ είναι μεγαλύτερο από ένα καθορισμένο ελάχιστο πάχος και η τέφρα επί ξηρού του ίδιου μπλοκ είναι μικρότερη από ένα ανώτερο όριο, τότε το μπλοκ αυτό χαρακτηρίζεται ως λιγνίτης. Σε αντίθετη περίπτωση, ο αλγόριθμος εξετάζει τη δυνατότητα σχηματισμού ενός εκμεταλλεύσιμου μπλοκ, λαμβάνοντας υπόψη όσο το δυνατόν περισσότερες στρώσεις και εφαρμόζοντας τα κριτήρια. Η Εικόνα 9.18 δείχνει τα αποτελέσματα της αξιολόγησης για ένα τμήμα μιας γεώτρησης. 0,00 Depth 23,20 Cal. value (kcal/kg) - ash (%) 24, , ,4 37,30 37,60 38,50 39,70 40, , , , , ,8 40,90 41, , ,5 42,80 43, ,7 89,30 89,80 90, , , ,3 92, , ,7 94,00 94,50 94,90 95,50 95, , , ,6 98,40 98, ,2 100,10 Εικόνα 9.18 Γεωτρητικά δεδομένα και αποτελέσματα της αξιολόγησης.

14 Μετά τη διαδικασία αξιολόγησης για κάθε γεώτρηση, το πρόγραμμα δημιουργεί ένα τετραγωνικό πλέγμα και υπολογίζει τη ρύπανση, το πάχος και τις παραμέτρους ποιότητας του λιγνίτη, με τη χρήση δεδομένων των γειτονικών γεωτρήσεων και την εφαρμογή της μεθόδου του αντιστρόφου τετραγώνου της απόστασης (Εικόνα 9.19). P 3 i= 1 = 3 i= 1 P i 2 i d 1 d 2 i (9.2) όπου, P = η παράμετρος ενδιαφέροντος d i = η απόσταση μεταξύ του σημείου του πλέγματος και της γεώτρησης i. B 3 d 3. K + d 2 B 1 d 1 B 2 Εικόνα 9.19 Μέθοδος αντιστρόφου τετραγώνου της απόστασης Γεωτρητικά δεδομένα Στο λιγνιτικό κοίτασμα της θέσης «Κλειδί» είχε πραγματοποιηθεί σειρά από 70 ερευνητικές γεωτρήσεις. Η θέση κάθε γεώτρησης παρουσιάζεται στην Εικόνα Στην εικόνα αυτή φαίνεται πως οι γεωτρήσεις δεν ακολουθούν συγκεκριμένο κάνναβο, καθώς και ότι οι αποστάσεις μεταξύ τους διαφέρουν σημαντικά. Η μικρότερη απόσταση ανάμεσα σε δύο διαδοχικές γεωτρήσεις είναι 30 m, ενώ η μεγαλύτερη είναι 720 m, με μέση απόσταση 350 m. Μπορεί επίσης να παρατηρηθεί υψηλή συγκέντρωση των θέσεων των γεωτρήσεων στο βόρειο κεντρικό τμήμα της περιοχής. Συνεπώς, η απόσταση δειγματοληψίας δεν είναι κανονικά κατανεμημένη στην επιφάνεια. Η πυκνότητα των γεωτρήσεων στην περιοχή του λιγνιτωρυχείου Κλειδιού ανέρχεται σε περίπου 14 γεωτρήσεις/km 2. Οι αποστάσεις μεταξύ των γεωτρήσεων στο βορειότερο τμήμα της περιοχής (Y> 0) κυμαίνονται από 30 έως 380 m, πράγμα που δείχνει μικρότερη τιμή (205 m) από την αρχική μέση, ενώ στο νοτιότερο τμήμα (Y <0) αποστάσεις ποικίλουν από 240 έως 720 m υπερβαίνοντας την αρχική μέση τιμή και φθάνοντας στα 480 m. Έτσι, μπορεί να προσδιοριστεί μια ξεχωριστή κατανομή της απόστασης για κάθε τμήμα, με διαφορετικό μέσο όρο.

15 Y X Εικόνα 9.20 Θέσεις ερευνητικών γεωτρήσεων στην περιοχή του κοιτάσματος. Οι δύο φυσικές μεταβλητές που μετρήθηκαν κατά τη γεωτρητική έρευνα είναι το πάχος του στρώματος του λιγνίτη, καθώς και η θερμογόνος δύναμη. Σε αυτές τις μεταβλητές βασίζεται και το σχέδιο αξιοποίησης του κοιτάσματος Δομική ανάλυση Με βάση τα δεδομένα που προέκυψαν από τη γεωτρητική έρευνα και αφορούν τις δύο μεταβλητές ενδιαφέροντος, υπολογίστηκε η συνάρτηση συνδιασποράς για κάθε μεταβλητή (Modis et al. 2006). Για τον υπολογισμό αυτόν χρησιμοποιήθηκε η θέση ΧΥ του δείγματος. Στην Εικόνα 9.21 φαίνεται η συνάρτηση συνδιασποράς για το πάχος του λιγνίτη και στην Εικόνα 9.22 η συνάρτηση συνδιασποράς για τη θερμογόνο ικανότητα. Εικόνα 9.21 Συνδιασπορά του πάχους του λιγνίτη.

16 Εικόνα 9.22 Συνδιασπορά της τιμής της θερμογόνου ικανότητας. Από τα ανωτέρω στοιχεία γίνεται σαφές ότι υπάρχει μια ακτίνα επιρροής της τάξης των 500 m και στις δύο περιπτώσεις. Χρησιμοποιώντας τη σχέση 6.17 της ενότητας 6.4 για την εκτίμηση του βέλτιστου καννάβου δειγματοληψίας, προκύπτει η τιμή των 250 m για την απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών γεωτρήσεων. Σύμφωνα με τα προηγούμενα, είναι προφανές ότι στο βορειότερο τμήμα του κοιτάσματος έχει γίνει πύκνωση του καννάβου μεγαλύτερη από τη συνιστώμενη μέση τιμή (205 m < 250 m). Αντίθετα, στο νοτιότερο τμήμα του κοιτάσματος γίνεται δειγματοληψία σε αραιότερο κάνναβο από τον συνιστώμενο (480 m > 250 m). Έτσι, οι θέσεις των γεωτρήσεων κατανέμονται άνισα, ενώ ένας αποτελεσματικότερος κάνναβος δειγματοληψίας θα μπορούσε να είχε σχεδιαστεί με το ίδιο κόστος. Είναι σαφές λοιπόν ότι, προκειμένου να μειωθεί το κόστος της γεωτρητικής έρευνας και να μεγιστοποιηθεί η πληροφορία, πρέπει να επιδιώκεται πάντοτε ο αποτελεσματικός σχεδιασμός του καννάβου δειγματοληψίας Υπολογισμός αποθεμάτων κοιτάσματος μεικτών θειούχων μεταλλευμάτων στη Λακωνία Το κοίτασμα μεικτών θειούχων μεταλλευμάτων Μολάων βρίσκεται στον νομό Λακωνίας, στη ΝΑ Πελοπόννησο. Στη δομή της στενής περιοχής του κοιτάσματος των Μολάων συμμετέχουν σχηματισμοί που ανήκουν στη ζώνη Τρίπολης και συγκεκριμένα εκείνοι των στρωμάτων Τυρού και της ανθρακικής σειράς (Εικόνα 9.23). Πάνω σε αυτούς έχουν αποτεθεί ιζήματα πλειο-πλειστοκαινικής και ολοκαινικής ηλικίας (Αγγελόπουλος & Κωνσταντινίδης 1986). Ο όρος «στρώματα Τυρού» (Κτενάς 1924) αναφέρεται στο σύνολο των ιζηματογενών (κλαστικών ανθρακικών) και ηφαιστειακών πετρωμάτων που βρίσκονται κάτω από την ανθρακική σειρά της ζώνης Τρίπολης. Η λιθοστρωματογραφική ανάπτυξη των στρωμάτων Τυρού είναι η εξής: Ο κατώτερος σχηματισμός αντιπροσωπεύεται από τα μάρμαρα της Κουρκούλας, το μεγαλύτερο πάχος των οποίων είναι 500 m. Πρόκειται για γκρίζας απόχρωσης συμπαγή αδροκρυσταλλικά μάρμαρα. Πάνω από τα μάρμαρα της Κουρκούλας τοποθετείται σε συμφωνία μια μετακλαστική ακολουθία, το πάχος της οποίας κυμαίνεται από 150 m μέχρι 200 m. Αποτελείται κυρίως από μεταπηλίτες και μεταψαμμίτες με ενστρώσεις λεπτοπλακωδών μαργαϊκών ασβεστόλιθων. Η ακολουθία αυτή στερείται οποιουδήποτε κοιτασματολογικού ενδιαφέροντος, για τον λόγο ότι μέσα στα πετρώματά της δεν παρατηρείται καμία ηφαιστειακή ή μεταλλοφόρος υδροθερμική εκδήλωση. Η ηφαιστειο-ιζηματογενής μεταλλοφόρα σειρά χαρακτηρίζεται από τη μεγάλη συμμετοχή των ηφαιστιτών (80% περίπου του συνόλου των πετρωμάτων) και το γεγονός πως αποτελεί τον ξενιστή των μεταλλοφόρων σωμάτων. Οι ηφαιστίτες διαχωρίζονται σε δύο κατηγορίες πετρωμάτων: τις τυπικές λάβες και τα πυροκλαστικά. Τα πυροκλαστικά παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλία ανάλογα με το μέγεθος των συστατικών τους. Οι λάβες χαρακτηρίζονται από μικρή σχετικά κλίμακα διαφορισμού. Πρόκειται για ασβεστολιθικά πετρώματα ανδεσιτικής έως βασαλτοανδεσιτικής σύστασης (Μελιδώνης & Κωνσταντινίδης 1979, Σκαρπέλης

17 1982) με σπιλιτική τάση. Σε ό,τι αφορά τον ιστό τους επικρατεί ο αφανιτικός, ενώ σπάνια εμφανίζεται και πορφυριτικός με φαινοκρύσταλλους πλαγιοκλάστων. Η υφή τους παρουσιάζει μεγάλη ποικιλία (συμπαγής, πορώδης, κισσηρώδης κ.ά.). Η ανώτερη ακολουθία των στρωμάτων Τυρού χαρακτηρίζεται από την έντονη τεκτονική καταπόνηση, που ερμηνεύεται ως αποτέλεσμα της πτύχωσης, αλλά και εφαπτομενικών δυνάμεων, στις οποίες οφείλεται και η εφίππευση της υπερκείμενης ανθρακικής σειράς. Τονίζεται ότι στην ανώτερη κλαστική ακολουθία εντοπίζονται ακόμα ορισμένες διεισδύσεις λαβών και τόφφων, αλλά αυτή στερείται οποιασδήποτε μεταλλοφορίας. Σχετικά, τέλος, με την ανθρακική σειρά Τρίπολης, αυτή αντιπροσωπεύεται στη στενή περιοχή του κοιτάσματος των Μολάων από τεφρούς συμπαγείς δολομίτες και δολομιτικούς ασβεστόλιθους. Το πάχος τους, που ανέρχεται στα 500 m περίπου, έχει ιδιαίτερη σημασία για την εκμεταλλευσιμότητα των κοιτασμάτων που εντοπίζονται κάτω από αυτούς. Η ηλικία τους είναι μεσο-ανω-τριαδική, γεγονός που βρίσκεται σε ασυμφωνία με όσα προαναφέραμε σχετικά με την ηλικία των ανώτερων οριζόντων των στρωμάτων Τυρού.

18 Εικόνα 9.23 Γεωλογικός χάρτης του ΙΓΜΕ στην περιοχή του κοιτάσματος των Μολάων (Αγγελόπουλος & Κωνσταντινίδης 1986) Κοιτασματολογία Τα πετρώματα που φιλοξενούν τις μεταλλικές συγκεντρώσεις είναι ηφαιστίτες ανδεσιτικής σύστασης. Οι κύριοι ξενιστές τους είναι σποδίτες και διάφοροι τύποι τόφφων. Αρκετά συχνά, επίσης, το μετάλλευμα βρίσκεται μέσα σε ηφαιστειακά λατυποπαγή με κλάστες από ανδεσίτες, τόφφους, ιζήματα κ.λπ., καθώς και

19 τοφφική συγκολλητική ύλη. Χαρακτηριστικό γνώρισμα της ηφαιστειο-ιζηματογενούς μεταλλοφόρου ακολουθίας είναι οι συχνές εναλλαγές των έκχυτων πετρωμάτων με τα ηφαιστειακά λατυποπαγή και τα υπόλοιπα πυροκλαστικά υλικά (Εικόνα 9.24). Εικόνα 9.24 Γεωλογική τομή της περιοχής των Μολάων (Αγγελόπουλος & Κωνσταντινίδης 1986). Η πυριτίωση, η σερικιτίωση και σε μικρότερο βαθμό η χλωριτίωση αποτελούν τους πιο χαρακτηριστικούς τύπους εξαλλοίωσης που συνδέονται με τη μεταλλοφορία και που είναι αρκετά κοινοί στις περιπτώσεις επίδρασης θερμών διαλυμάτων, εμπλουτισμένων με CO 2, πάνω σε άστριους. Σε περιοχές που στερούνται μεταλλοφορίας έχουν περιγραφεί, επίσης, επιδοτιτίωση, προπυλιτίωση, χλωριτίωση κ.ά. (Σκαρπέλης 1982). Οι εξαλλοιωμένες ζώνες παρουσιάζονται με πάχος από λίγα μέτρα μέχρι και λίγες δεκάδες μέτρα, ενώ το μήκος τους ανέρχεται σε εκατοντάδες μέτρα. Τα μεταλλοφόρα στρώματα που αναπτύσσονται ως στρωματοειδείς συγκεντρώσεις ανέρχονται σε επτά και κατανέμονται σε τρεις ζώνες (την υπερδυτική με ένα μεταλλοφόρο σώμα, τη δυτική με τέσσερα και την ανατολική με δύο). Η μορφή και ανάπτυξη, ο χαρακτήρας των εξαλλοιώσεων, καθώς και το ποσοστό του μεταλλεύματος των επιμέρους ζωνών δεν διαφέρουν σημαντικά Φάση προκαταρκτικής έρευνας Ο εντοπισμός του κοιτάσματος έγινε από το ΙΓΜΕ ύστερα από συστηματικό ερευνητικό πρόγραμμα που άρχισε το Το πρόγραμμα αυτό περιλάμβανε γεωλογική χαρτογράφηση (μέχρι κλίμακας 1:1.000), γεωχημική και γεωφυσική έρευνα καθώς και εκτεταμένη έρευνα με περίπου 100 γεωτρήσεις. Η μεταλλοφορία ερευνήθηκε σε μέγιστο μήκος 1300 m κατά την έννοια της διεύθυνσης και 200 m κατά την έννοια της κλίσης του κοιτάσματος Φάση λεπτομερούς έρευνας Στο κεντρικό τμήμα του κοιτάσματος έγινε πειραματική εκμετάλλευση από την εταιρεία ΜΕΤΒΑ Α.Ε., στο διάστημα Η εκμετάλλευση όμως αποδείχθηκε μη οικονομική με τις τότε συνθήκες και η εταιρεία δεν προχώρησε στην ανάπτυξη του μεταλλείου αυτού (Εικόνα 9.25).

20 Εικόνα 9.25 Γεωλογική τομή στην περιοχή της δοκιμαστικής εκμετάλλευσης του κοιτάσματος Μολάων (Μόδης 1986) Το πρόβλημα της ανάπτυξης αριθμητικού μοντέλου του κοιτάσματος Η πρώτη εκτίμηση αποθεμάτων του κοιτάσματος με εφαρμογή της Γεωστατιστικής έγινε από το ΙΓΜΕ και περιγράφεται στη «Συνοπτική έκθεση βασικών στοιχείων και συμπερασμάτων οικονομοτεχνικής προμελέτης για τη δυνατότητα εκμετάλλευσης του κοιτάσματος συμπαγών θειούχων μεταλλευμάτων περιοχής Μολάων Λακωνίας», τον Απρίλιο του έτους Βασικός άξονας κατά την εφαρμογή της μεθόδου εκτίμησης αποτέλεσε η επιλεκτική σύνδεση μεταλλοφόρων δειγμάτων με επίπεδα για τον ορισμό του χώρου στον οποίο περιλαμβάνεται το κοίτασμα. Με τον τρόπο αυτό ορίστηκαν τέσσερις ζώνες μεταλλοφορίας, η ανατολική Α, η δυτική Α, η δυτική Β, και η δυτική Γ, με διεύθυνση Β-Ν και κλίση περίπου 60. Στον παρακάτω πίνακα φαίνονται τα αποθέματα σε κάθε ζώνη, καθώς και τα συνολικά.

21 Αποθέματα Zn Λάθος Πάχος Λάθος Pb Ag Cd Ζώνη Περιεκτικότητα Τόνοι εκτίμησης (m) εκτίμησης (%) (ppm) (ppm) (%) (%) (%) Ανατολική Α ,09 8, , Δυτική Α ,40 1, , Δυτική Β ,17 10,61 9 1, Δυτική Γ ,70 6, , Σύνολο , , Πίνακας 9.2 Συνολικά αποθέματα (ελάχιστο πάχος μπλοκ 1 m). Η όρυξη του μεταλλευτικού έργου και η διαφοροποίηση των πραγματικών παραμέτρων του κοιτάσματος από τις προβλεφθείσες οδήγησε τη ΜΕΤΒΑ στην εκπόνηση νέας μελέτης για την εκτίμηση των αποθεμάτων (Μόδης 1986), η οποία τελείωσε τον Απρίλιο του έτους Αντίθετα με την προηγούμενη, στη μελέτη αυτή θεωρείται κοίτασμα μια ευρύτερη ζώνη πάχους 70 m, διεύθυνσης Β-Ν και κλίσης 60, η οποία χωρίζεται σε ισομεγέθη μπλοκ μήκους 100 m, πλάτους 80 m και πάχους 1,5 m. Στη ζώνη αυτή, οι στείρες περιοχές αντιμετωπίζονται ως κοίτασμα μηδενικής περιεκτικότητας σε χρήσιμο μέταλλο, χρησιμοποιείται δε η τεχνική του random kriging (Journel & Huijbregts 1978). Τα αποτελέσματα της μελέτης αυτής δίνουν, για οριακή περιεκτικότητα Zn 4%, τόνους μεταλλεύματος με μέση περιεκτικότητα Zn 6,1% και Pb 0,8%. Λαμβάνοντας υπόψη τα νέα δεδομένα από το μεταλλευτικό έργο καθώς και νέες χημικές αναλύσεις σε μεταλλοφόρα δείγματα γεωτρήσεων, το Ι.Γ.Μ.Ε. εκπόνησε τον Ιούλιο του 1988 τη «Γεωστατιστική μελέτη μεικτής θειούχου μεταλλοφορίας περιοχής Μολάων» πάνω στον ίδιο άξονα με εκείνη του 1985, η οποία έδωσε τα παρακάτω αποτελέσματα (Πίνακας 9.3). Υποζώνη Τόνοι Zn Pb Ag Cd (%) (%) (ppm) (ppm) Ανατολική Α ,14 1, Δυτική Α ,03 1, Δυτική Β ,94 1, Δυτική Γ ,21 2, Σύνολο ,72 1, Πίνακας 9.3 Συνολικά αποθέματα. Τέλος, η τελευταία μελέτη της ΜΕΤΒΑ, στην οποία έχουν ληφθεί υπόψη τόσο οι νέες χημικές αναλύσεις που δόθηκαν από το ΙΓΜΕ, καθώς και εκείνες που έγιναν σε δείγματα γεωτρήσεων που διεξήγαγε η ίδια η εταιρεία στην περιοχή του κοιτάσματος, έδωσε, για οριακή περιεκτικότητα Zn 4%, τόνους μεταλλεύματος με μέση περιεκτικότητα Zn 6,5% και Pb 1%. Στη μελέτη αυτή, η οποία τελείωσε τον Ιούλιο του έτους 1990, διατηρήθηκε η ίδια άποψη όσον αφορά τον ορισμό του μοντέλου του κοιτάσματος, χρησιμοποιήθηκε δε η τεχνική του normal kriging (Journel & Huijbregts 1978) σε τρεις διαστάσεις Εκτίμηση αποθεμάτων με γεωστατιστική μετά την όρυξη του μεταλλευτικού έργου Τα διάφορα μεταλλοφόρα σώματα που εντοπίστηκαν, αρχικά με την διάνοιξη εγκαρσίων τμημάτων των στοών και στη συνέχεια με τις διευθυντικές, στα επίπεδα +135, +131, +129, παρουσιάστηκαν να έχουν στην πλειονότητά τους στρωματοειδή μορφή με εναλλαγές μεταλλικών συστατικών και στείρου πετρώματος. Άλλη μορφή μεταλλοφορίας που παρατηρήθηκε είναι αυτή που αναπτύσσεται σε χαλαζιακές και ασβεστιτικές φλέβες, όπου παρατηρείται κυρίως αδροκρυσταλλικός γαληνίτης και σε λίγες περιπτώσεις και κρυσταλλικός διαφανής σφαλερίτης χρώματος μελί. Η μέση κλίση που παρατηρήθηκε είναι 60 ο Α, ενώ το μέσο πάχος δεν ξεπερνά τα 30 mm για κάθε μεταλλοφόρο σώμα. Περιοχές σύγκλισης περισσότερων μεταλλοφοριών έχουν δώσει μέγιστο πάχος έως και 1,5 m. Από τις συνεχείς επιτόπου παρατηρήσεις προέκυψε το συμπέρασμα ότι

22 όλα τα μεταλλοφόρα στρώματα αποτελούνται είτε μόνο από συμπαγή μεταλλοφορία χωρίς καθόλου συμμετοχή διάσπαρτης είτε από συμπαγή και ένα μέρος διάσπαρτης, στην βάση της ή στην οροφή της ή και στα δύο (Εικόνα 9.26). Εικόνα 9.26 Τυπική εικόνα μετώπου του κοιτάσματος Μολάων. Με μαύρο χρώμα διακρίνεται το κοίτασμα (Μόδης 1986). Επίσης, διαπιστώθηκε ότι οι παρεμβολές στείρου πετρώματος είναι συχνές, είτε με την μορφή ταινιών μέσα στο μετάλλευμα, είτε με μορφή ατράκτων, διαστάσεων mm. Οι παραμορφώσεις του μεταλλεύματος είναι επίσης πολύ συχνές. Ακόμη, οι πολλές κάμψεις έχουν ως αποτέλεσμα τις μεταβολές της κλίσης και δημιουργούν σοβαρά προβλήματα στον σχεδιασμό των στοών και στην σωστή ερμηνεία των αποτελεσμάτων των γεωτρήσεων. Χαρακτηριστικό αποτέλεσμα των πλευρικών πιέσεων τόσο πάνω στο μετάλλευμα όσο και στον ξενιστή του είναι η σχιστοποίηση. Ανάλογα επίσης με τη συνεκτικότητα του μεταλλεύματος, διακρίνονται οι εξής τύποι: συνεκτικό πορώδες μετάλλευμα, εύθρυπτο μετάλλευμα (αμμώδες με κόκκους ασύνδετους μεταξύ τους μελανού χρώματος), καθώς και ψαμμιτικού τύπου (ασθενώς συγκολλημένοι κόκκοι μεταλλεύματος). Αυτές οι μορφές συναντώνται, είτε ανεξάρτητα η καθεμία, αντιπροσωπεύοντας ξεχωριστά μεταλλοφόρα σώματα, είτε και οι τρεις σε ένα και μόνο μεταλλοφόρο σώμα. Σχετικά με τη σύσταση του μεταλλεύματος, συναντήθηκαν ένα πλήθος ορυκτών με κυριότερα τον σφαλερίτη, τον σιδηροπυρίτη και τον γαληνίτη. Τέλος, όσον αφορά τη γένεση της μεταλλοφορίας οι απόψεις συγκλίνουν στο ότι πρόκειται για στρωματόμορφη, υποθαλάσσια, ατμιδοϋδροθερμική, ηφαιστειογενή μεταλλοφορία. Υπάρχουν, όμως, και αντίθετες απόψεις, παλαιότερες αλλά και πλέον πρόσφατες, που αναφέρονται σε επιγενετικό μετάλλευμα. Από την εξέταση των γεωλογικών τομών προέκυψαν τα εξής συμπεράσματα: Πολλά τμήματα γεωτρήσεων παρουσιάζουν σημαντικές απώλειες με άμεση συνέπεια τη δυσκολία εκτίμησης της κλίσης, του πάχους και της συνέχειας της μεταλλοφορίας στα αντίστοιχα τμήματα. Είναι εμφανής η αυξομείωση της κλίσης της μεταλλοφορίας. Παρατηρήθηκε πρώτα στα μέτωπα του μεταλλευτικού έργου. Τέτοιες αυξομειώσεις αποδεικνύεται ότι υπάρχουν και στην ευρύτερη περιοχή της μεταλλοφορίας. Διατηρείται όμως η γενική κλίση των 60 ο ανατολικά. Η επίδραση των ρηγμάτων της Νεοτεκτονικής δημιουργεί μετατοπίσεις των μεταλλοφόρων σωμάτων από λίγα μέχρι και μερικές δεκάδες μέτρα. Το πάχος της μεταλλοφορίας στο ερευνητικό έργο δεν ξεπερνά τα 40 cm για ένα μεταλλοφόρο σώμα, ενώ σε περιοχές σύγκλισης περισσότερων μεταλλοφόρων το 1,5 m τοπικά.

23 Για τον υπολογισμό των αποθεμάτων χρησιμοποιήθηκαν ως δεδομένα οι χημικές αναλύσεις 106 γεωτρήσεων οι οποίες εκτελέστηκαν από το ΙΓΜΕ και τη ΜΕΤΒΑ στην περιοχή του κοιτάσματος, έως την άνοιξη του Οι υπολογισμοί έγιναν με το πρόγραμμα Digital Underground, το οποίο αναπτύχθηκε από το ΕΜΠ σε συνεργασία με την εταιρεία ΕΛΕΒΜΕ Α.Ε. και επιδότηση από το ΥΒΕΤ. Η μελέτη των γεωλογικών τομών υπό το πρίσμα της τοποθέτησης στον χώρο ενός μοντέλου κοιτάσματος το οποίο θα αποτελούνταν από μονάδες επιλεκτικής εκμετάλλευσης, καθώς και των αποτελεσμάτων του ερευνητικού μεταλλευτικού έργου που παρουσιάστηκαν ανωτέρω, με ιδιαίτερη έμφαση στην ασυμφωνία μεταξύ γεωλογικών μοντέλων και πραγματικότητας, οδήγησε στα κατωτέρω δύο συμπεράσματα: Το κοίτασμα παρουσιάζει μια γενική διεύθυνση Β-Ν και κλίση 60 ο προς ανατολάς. Λόγω της άτακτης τοποθέτησης των μεταλλοφόρων δειγμάτων στον χώρο, οποιαδήποτε προσπάθεια ανάκτησης ποσότητας πληροφορίας πέραν της διατιθέμενης, μέσω της διασύνδεσής τους με σκοπό τη δημιουργία σαφών ορίων κοιτάσματος στείρου, θα έδινε στατιστικά μεγαλύτερο σφάλμα από όσο η θεώρηση μιας ευρύτερης περιοχής ως κοιτάσματος, όπου και τα στείρα τμήματα αντιμετωπίζονται ως διακυμάνσεις της περιεκτικότητας με μηδενική τιμή. Η άποψη αυτή αντανακλάται στους υπολογισμούς που παρουσιάζονται ακολούθως. Αντίθετα, η απευθείας σύνδεση μεταλλοφόρων τμημάτων, ίσως αποτελεί σωστότερη τακτική σε θέματα τοπικών υπολογισμών κατά την εκμετάλλευση. Το μοντέλο του κοιτάσματος καταλαμβάνει μια περιοχή που ορίζεται από ένα ορθογώνιο παραλληλεπίπεδο μήκους 2 km, πλάτους 400 m και ύψους 69 m, με Β-Ν διεύθυνση και 60 ο κλίση προς ανατολάς. Η ανώτερη ακμή της δυτικότερης πλευράς του βρίσκεται σε Χ = και Ζ = 181, ενώ η κατώτερη της ίδιας πλευράς, σε Χ = και Ζ = 146, περιορίζεται δε αυτό από βορρά και νότο από τα επίπεδα Υ = 9500 και Υ =7 500 αντίστοιχα. Για διευκόλυνση των υπολογισμών χρησιμοποιείται τοπικό σύστημα συντεταγμένων. Το σύστημα αυτό έχει περιστραφεί κατά 240 ο ως προς τον άξονα Υ και κατά 90 ο ως προς τον άξονα Ζ, πάντοτε κατά τη φορά των δεικτών του ωρολογίου. Η αρχή του νέου συστήματος βρίσκεται στο σημείο Χ = , Υ = 7500 και Ζ = 181. Το παραλληλεπίπεδο χωρίζεται σε 4600 μπλοκ (5 x 20 x 46) των 80 x 100 x 1,5 m το καθένα. Με σκοπό τη δομική μελέτη του κοιτάσματος, έγινε υπολογισμός των ημιβαριογραμμάτων περιεκτικότητας σε Zn και Pb μέσα σε φέτες διεύθυνσης Β-Ν και κλίσης 60 ο ανατολικά και πάχους 1,5 m. Θεωρήθηκαν οι διευθύνσεις Α-Δ και Β-Ν με βασικό βήμα 40 m. Με σκοπό την εξασφάλιση ικανοποιητικού αριθμού σημείων, χρησιμοποιήθηκε απόσταση ανοχής 20 m και γωνία ανοχής 45 ο. Ακολούθως, υπολογίστηκε το μέσο από 46 ημιβαριογράμματα για κάθε διεύθυνση και κάθε στοιχείο. Το πλήθος των ζευγών για κάθε σημείο της καμπύλης ήταν της τάξης των Παράλληλα υπολογίστηκε και το μέσο ημιβαριόγραμμα κατά μήκος των γεωτρήσεων με βασικό βήμα 1,5 m και απόσταση ανοχής 0,5 m. Το πλήθος των ζευγών για κάθε σημείο της πειραματικής καμπύλης ήταν της τάξης των Εικόνα 9.27 Μέσο ημιβαριόγραμμα Pb σε 25 φέτες.

24 Εικόνα 9.28 Μέσο ημιβαριόγραμμα Zn σε 25 φέτες. Στις Εικόνες 9.27 και 9.28 φαίνονται τα μέσα πειραματικά ημιβαριογράμματα Zn και Pb. Η ακτίνα επιρροής και για τα δύο στοιχεία είναι 50 m. Παρατηρείται μια ελαφρά ανισοτροπία μεταξύ των διευθύνσεων Α-Δ και Β-Ν στον Zn. Στα ίδια σχήματα φαίνονται οι καμπύλες των σφαιρικών μοντέλων που προσαρμόστηκαν στα πειραματικά δεδομένα. Οι σχέσεις (9.3) και (9.4) περιγράφουν τα ανωτέρω μοντέλα για Zn και Pb αντίστοιχα, όπου θ η διεύθυνση. Ο υπολογισμός αποθεμάτων σε Zn και Pb έγινε με την παραδοχή ότι το κοίτασμα είναι ομοιογενές, με εφαρμογή του αλγορίθμου ordinary kriging (βλ. Κεφάλαιο 7) σε τρεις διαστάσεις, λαμβάνοντας υπ όψιν το μέγεθος του δείγματος, για καθένα από τα 4600 μπλοκ του μοντέλου κοιτάσματος. Για τον υπολογισμό της μέσης περιεκτικότητας κάθε μπλοκ λαμβάνονται υπ όψιν τα δείγματα που βρίσκονται στην πρώτη σφαίρα γύρω του (σύνολο 27 μπλοκ). Το μέσο σφάλμα εκτίμησης για τον Zn ανέρχεται σε 1,45%. 3 3 min( h,50) 1 min( h,50) 2 γ( h,θ) = ( 3,5 + 1,5sinθ) (%) (9.3) 3 3 min( h,50) 1 min( h,50) 2 γ( h ) = 0,12 (%) (9.4)

25 Εικόνα 9.29 Καμπύλες περιεκτικότητας αποθεμάτων με μονάδα επιλεκτικής εκμετάλλευσης το μπλοκ των 80 x 100 x 1,5 m. Στην Εικόνα 9.29 φαίνονται οι καμπύλες περιεκτικότητας αποθεμάτων με μονάδα επιλεκτικής εκμετάλλευσης το μπλοκ των 80 x 100 x 1,5 m. Η οριακή περιεκτικότητα υπολογίζεται στον Ζn. Ως ειδικό βάρος in situ του μεταλλεύματος θεωρήθηκε για τον υπολογισμό το 2,8 gr/cm 3. Στην Εικόνα 9.30 φαίνεται μια τυπική τομή του μοντέλου του κοιτάσματος από το πρόγραμμα Digital Underground.

26 Εικόνα 9.30 Τυπική τομή του μοντέλου του κοιτάσματος από το πρόγραμμα Digital Underground, στα υψόμετρα +42, Δοκιμαστική εκμετάλλευση Λόγω της χαλαρότητας των πετρωμάτων, η δοκιμαστική εκμετάλλευση από την εταιρεία ΜΕΤΒΑ πραγματοποιήθηκε με χρήση δύο διαφορετικών μεθόδων με λιθογόμωση: κατερχόμενη και long hole drilling (Εικόνες 9.31 και 9.32 αντίστοιχα). Όπως προαναφέρθηκε, τα αποτελέσματα της δοκιμαστικής εκμετάλλευσης έδειξαν ότι το κοίτασμα των Μολάων, τουλάχιστον σε εκείνη τη χρονική στιγμή, δεν ήταν οικονομικά εκμεταλλεύσιμο και για τον λόγο αυτό δεν προχώρησε η επένδυση.

27 Εικόνα 9.31 Μέθοδος εκμετάλλευσης κατερχόμενης λιθογόμωσης. Εικόνα 9.32 Μέθοδος εκμετάλλευσης long hole drilling με λιθογόμωση Έρευνα χαλκούχου κοιτάσματος στη Χαλκιδική Η γεωλογία της Χαλκιδικής έχει μελετηθεί, κυρίως σε σχέση με την πλούσια μεταλλοφορία της, από πολλούς ερευνητές. Η μεταλλοφόρα περιοχή «Σκουριές» περιλαμβάνει γνεύσιους και χλωριτικούς, μαρμαρυγιακούς και σερικιτικούς σχιστόλιθους, που ανήκουν στη μάζα της Ροδόπης. Το πάχος της σειράς αυτής είναι

28 σημαντικό (7 km περίπου) και το πετρολογικό υλικό της εναλλάσσεται μεταξύ μαρμαρυγιακών, αμφιβολιτικών, κεροστιλβικών και χλωριτικών σχιστόλιθων και γνεύσιων, με φακοειδείς ενστρώσεις μαρμάρων και χαλαζιτών. Κατά τη γένεση της χαλκούχου μεταλλοφορίας των Σκουριών ενδιαφέρει κυρίως η τριτογενής ηφαιστειακή δράση εντός της κρυσταλλοσχιστώδους μάζας της Ροδόπης, η οποία είναι συνδεδεμένη με τις χαρακτηριστικές τεκτονικές γραμμές της περιοχής. Με τον τεκτονισμό της Χαλκιδικής συνδέονται και οι πολυάριθμες όξινες έως και περιδοτιτικές γρανιτικές εκρήξεις. Η περιοχή της χαλκούχου μεταλλοφορίας ειδικότερα, συνδέεται αποκλειστικά με τα ηφαιστειογενή φλεβικά πετρώματα, τους τραχείτες, τραχειτοανδεσίτες και γρανοδιοριτικούς πορφύρες. Η έρευνα της περιοχής αυτής έγινε από το ΙΓΜΕ (τότε ΙΓΕΥ) τη δεκαετία του 1950 (Ζάχος 1963) Πετρολογική σύσταση της μεταλλοφόρου περιοχής Η περιοχή των Σκουριών συνίσταται από μικρή διείσδυση πυριγενούς πετρώματος εντός των μαρμαρυγιακών και αμφιβολιτικών σχιστόλιθων, κυρίως μέσω πυριτίωσης. Το τραχειτικό πέτρωμα, το οποίο εμφανίζεται στην επιφάνεια, είναι πλήρως εξαλλοιωμένο και η έντονη αλλοίωση φθάνει μέχρι και το βάθος των 300 m. Μικροσκοπικά παρέχει την όψη ηφαιστειακού προφυριτικού πετρώματος, τραχειτικού τύπου. Μακροσκοπικά, παρά την εξαλλοίωσή του, διακρίνονται φαινοκρύσταλλοι αστρίων ημιδιαφανείς ή γαλακτόχρωμοι, συνήθως σερικιτιωμένοι. Μέσα στη θεμελιώδη μάζα του διακρίνονται διάσπαρτοι μέλανες κόκκοι μαγνητίτη, χαλαζίας και εξαλλοιωμένοι άστριοι. Ο πρωτογενής χαρακτήρας του πετρώματος έχει χαθεί πλήρως, κυρίως λόγω της υδροθερμικής εξαλλοίωσης, αλλά και της ενδογενούς μεταμόρφωσής του. Με την πυριτίωση συμβαδίζει και ο υδροθερμικός εμποτισμός του πετρώματος με χαλκούχα ορυκτά. Κατά θέσεις, το πέτρωμα παρουσιάζεται εύθρυπτο, λόγω της επιφανειακής αποσάθρωσης, οπότε η περιεκτικότητα σε χαλκό είναι χαμηλότερη λόγω της έκπλυσης. Είναι επίσης διαρρηγμένο και κατακερματισμένο προς όλες τις διευθύνσεις. Το σχηματιζόμενο πυκνό δίκτυο ρωγμών και ρηγμάτων έχει πληρωθεί από χαλκούχα ορυκτά ή χαλαζιακό υλικό. Η ελλειπτική μορφή του τραχειτικού πετρώματος αλλά και της γεωμαγνητικής ανωμαλίας που προέκυψε (Εικόνα 9.33) υποδεικνύουν τον τύπο ενός υποηφαιστειακού πετρώματος που στερεοποιήθηκε κοντά στην επιφάνεια. Από τις γεωτρήσεις διαφαίνεται ότι η προκύπτουσα δομή πλαταίνει προς τα κάτω και η επιφάνεια της οριζόντιας τομής της σχεδόν διπλασιάζεται σε βάθος περίπου 100 m. Τέλος, η άνοδος του πυριγενούς πετρώματος και η διείσδυσή του στους σχιστόλιθους φαίνεται να έχει προκαλέσει επιπλέον μεταμόρφωση και υδροθερμική εξαλλοίωση, κυρίως μέσω της πυριτίωσης, ενός μικρού τμήματος του σχιστολιθικού μανδύα Τεκτονική της περιοχής Η τεκτονική της κρυσταλλοσχιστώδους μάζας της Ροδόπης είναι κυρίως ρηξιγενής και χαρακτηρίζεται από σύστημα παράλληλων ρηγμάτων. Η γενική παράταξη των σχιστόλιθων είναι ΒΔ ΝΑ και συμπίπτει με τη γενική διεύθυνση των πτυχών. Η στενή μεταλλοφόρα περιοχή των Σκουριών χαρακτηρίζεται από δύο κυρίως συστήματα ρηγμάτων, διευθύνσεων το παλαιότερο ΒΔ ΝΑ και ΒΑ ΝΔ και το νεότερο Α Δ και Β Ν. Μεγαλύτερη όμως σημασία για την ένταση της μεταλλοφορίας έχει το πυκνό δίκτυο των ρωγμών του πετρώματος, το οποίο προήλθε από τη στερεοποίηση του μάγματος. Η μελέτη της γενικής τεκτονικής της περιοχής θα μπορούσε να οδηγήσει στον εντοπισμό και άλλων μεταλλοφόρων πετρωμάτων, παρουσίαζε όμως σημαντικές δυσκολίες λόγω του ότι η περιοχή είναι εξαιρετικά δασώδης Κοιτασματολογικά στοιχεία Ως κοίτασμα χαρακτηρίζεται το τραχειτικό πέτρωμα, το οποίο είναι και ο κύριος φορέας της μεταλλοφορίας (Εικόνα 9.33). Αυτή συνίσταται αφενός σε πυκνό δίκτυο φλεβιδίων της τραχειτικής δομής του χαλκούχου μεταλλεύματος και αφετέρου από διάσπαρτα χαλκούχα μέσα στη μάζα του πυριγενούς αυτού πετρώματος. Το κοίτασμα αποτελείται από (α) την πρωτογενή ζώνη, με υδροθερμικά θειούχα ορυκτά του χαλκού, (β) την οξειδωμένη ζώνη κοντά στην επιφάνεια του εδάφους, με δευτερογενή ανθρακικά ορυκτά του χαλκού

29 προερχόμενα από την εξαλλοίωση των θειούχων και (γ) τη ζώνη εμπλουτισμού με συγκέντρωση επιγενών χαλκούχων ορυκτών, τα οποία σχηματίζουν πλούσιο μετάλλευμα. Η πρωτογενής ζώνη του κοιτάσματος ξεκινά από το βάθος των m από την επιφάνεια και εκτείνεται και βαθύτερα των 300 m. Το κυρίαρχο θειούχο ορυκτό είναι ο χαλκοπυρίτης και σε μικρότερο ποσοστό ο σιδηροπυρίτης και ο βορνίτης. Ο ενυπάρχων μαγνητίτης είναι κυρίως συγγενετικό του πετρώματος ορυκτό, χωρίς οικονομική σημασία. Τη στερεοποίηση του μάγματος ακολούθησε η υδροθερμική φάση, κατά την οποία τα μεταλλοφόρα υδροθερμικά διαλύματα γέμισαν τις ρωγμές και τους πόρους του τραχειτικού πετρώματος με θειούχα ορυκτά και χαλαζία. Η μεταλλογενετική αυτή διαδικασία καθορίζει και τη συγκέντρωση των χαλκούχων ορυκτών στο μητρικό πέτρωμα. Όπου το δίκτυο των ρωγμών και επιπέδων κατάτμησης είναι πυκνό, η μεταλλοφορία είναι πλουσιότερη. Η οξειδωμένη ζώνη προήλθε από την πρωτογενή μεταλλοφορία. Τα θειούχα ορυκτά του χαλκού και του σιδήρου που περιέχουν διαλυμένα αέρια, κυρίως διοξείδιο του άνθρακα και οξυγόνο, εξαλλοιώνονται σε μαλαχίτη, αζουρίτη, κυπρίτη, ιαροσίτη, χαλκοσίνη, λειμωνίτη και αιματίτη. Στο επιφανειακό πέτρωμα και μέχρι το βάθος των 15 m περίπου, κυριαρχούν τα ανωτέρω ανθρακικά ορυκτά και κυρίως ο μαλαχίτης, ο κυπρίτης και ο αζουρίτης. Η ζώνη εμπλουτισμού αναπτύσσεται στη βάση της οξειδωμένης ζώνης, όπου συγκεντρώνονται διαλυόμενα ανθρακικά ορυκτά, τα οποία, παρά τον υδροφόρο ορίζοντα, αντικαθιστούν τα θειούχα ορυκτά του χαλκού και σχηματίζουν κυρίως χαλκοσίνη και κοβελίνη. Εκεί σχηματίζεται μια ζώνη μικρού μεν πάχους, αλλά πλούσια σε χαλκούχα ορυκτά. Η ανάπτυξη της ζώνης αυτής, η οποία γενικά εξαρτάται από τη διακύμανση του υδροφόρου ορίζοντα, στο κοίτασμα των Σκουριών είναι τελείως ακανόνιστη.