Κοιτασματολογία Ενότητα 4: Διαδικασίες υποθαλάσσιας ηφαιστειακής δραστηριότητας

Transcript

1 Κοιτασματολογία Ενότητα 4: Διαδικασίες υποθαλάσσιας ηφαιστειακής δραστηριότητας Γεώργιος Χαραλαμπίδης Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος & Μηχανικών Αντιρρύπανσης ΤΕ

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

3 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο TEI Δυτικής Μακεδονίας και στην Ανώτατη Εκκλησιαστική Ακαδημία Θεσσαλονίκης» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

4 Σκοποί ενότητας Ο φοιτητής με την ολοκλήρωση της 4ης ενότητας θα πρέπει να γνωρίζει τις διαδικασίες υποθαλάσσιας ηφαιστειακής δραστηριότητας και τον σχηματισμό κοιτασμάτων κονδύλων μαγγανίου. Επίσης, τις διαδικασίες σχηματισμού και τα είδη των υπολειμματικών και μηχανικών συγκεντρώσεων. 4

5 Περιεχόμενα ενότητας ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΥΠΟΘΑΛΑΣΣΙΑΣ ΑΤΜΙΔΙΚΗΣ ΚΑΙ ΗΦΑΙΣΤΕΙΑΚΗΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑΣ. ΥΠΟΘΑΛΑΣΣΙΑ ΣΤΡΩΜΑΤΑ ΚΟΝΔΥΛΩΝ ΤΟΥ ΜΑΓΓΑΝΙΟΥ. ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΕΙΣ. 5

6 Μάθημα 4ο 6

7 ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΥΠΟΘΑΛΑΣΣΙΑΣ ΑΤΜΙΔΙΚΗΣ &ΗΦΑΙΣΤΕΙΑΚΗΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑΣ Εικόνα 1: Γενετικό μοντέλο. Πηγή: Χαραλαμπίδης Γ., 2005, Κοιτασματολογία. 7

8 Συμπαγή θειούχα υποθαλάσσιας ηφαιστειότητας Εικόνα 2: Ανάλογα με τη σύστασή τους, το περιβάλλον απόθεσης, τον τεκτονισμό τους και τα ηφαιστειακά πετρώματα που τα συνοδεύουν διακρίνονται από τον σε τρεις κατηγορίες: Πηγή: Χαραλαμπίδης Γ., 2005, Κοιτασματολογία. 8

9 Υποθαλάσσια στρώματα κονδύλων του μαγγανίου (1/5) Πρόκειται για στρώματα ένυδρων οξειδίων του μαγγανίου και του σιδήρου με τη μορφή κονδύλων, αλλά και με τη παρουσία άλλων μετάλλων όπως Cu, Co, Ni, Mo κ.λ.π. και απαντώνται σε μεγάλες περιοχές στους πυθμένες των ωκεανών. H γενετική σύνδεση των κονδύλων με την υποθαλάσσια ηφαιστειότητα ενδυναμώνεται από τους παρακάτω παράγοντες : 9

10 Υποθαλάσσια στρώματα κονδύλων του μαγγανίου (2/5) Διάσπαρτοι σε μεγάλες εκτάσεις των ωκεανών. Μεγάλη απόσταση από την ξηρά. Απαντώνται σε περιοχές χαμηλού βαθμού ιζηματογένεσης. 10

11 Υποθαλάσσια στρώματα κονδύλων του μαγγανίου (3/5) Οι κόνδυλοι του μαγγανίου παρουσιάζουν αυξητικούς δακτυλίους και αποτελούν συγκριματικές συγκεντρώσεις. Αυξάνονται βραδέως και κατά μέσο όρο λίγα mm/10 6 χρόνια σε κάθετη τομή. Κόνδυλοι επομένως διαμέτρου 20 mm σχηματίζονται σε περίπου 10 εκατομμύρια χρόνια και παραμένουν στην επιφάνεια του πυθμένα για περίπου 5 εκατομμύρια χρόνια πριν παγιδευτούν στα ιζήματά του. Η διάμετρος των κονδύλων ποικίλει από 1 mm έως μερικές δεκάδες cm και το βάρος τους ξεπερνά σε μερικές περιπτώσεις τα 100 kg. 11

12 Υποθαλάσσια στρώματα κονδύλων του μαγγανίου (4/5) Εικόνα 3: Εξάπλωση των μεγάλων κοιτασμάτων του μαγγανίου στους πυθμένες των ωκεανών. Πηγή: Χαραλαμπίδης Γ., 2005, Κοιτασματολογία. 12

13 Υποθαλάσσια στρώματα κονδύλων του μαγγανίου (5/5) Εικόνα 4: Περιεκτικότητα σε χαλκό των κονδύλων του μαγγανίου σε περιοχή του Ειρηνικού Ωκεανού. Πηγή: Χαραλαμπίδης Γ., 2005, Κοιτασματολογία, 318 σελ. 13

14 Χημική σύσταση κονδύλων Mn από τον Ειρηνικό Ωκεανό Μέταλλα Περιεκτικότητα (%) Μέση περιεκτικότητα (%) Mn Fe Co Ni Ti V Cu Mo Πίνακας 1: Χημική σύσταση κονδύλων Mn από τον Ειρηνικό Ωκεανό. Πηγή: Χαραλαμπίδης Γ., 2005, Κοιτασματολογία. 14

15 ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΕΙΣ (1/5) Εικόνα 5: Υπολειμματικές και μηχανικές συγκεντρώσεις. Πηγή: Χαραλαμπίδης Γ., 2005, Κοιτασματολογία. 15

16 ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΕΙΣ (2/5) Σχηματισμός συγκεντρώσεων ορυκτών κατά την αποσάθρωση. Υδρόλυση: Η κυριότερη διεργασία της χημικής αποσάθρωσης των πυριτικών ορυκτών. Η χημική αποσάθρωση είναι πολύ έντονη στις τροπικές χώρες (αυξημένη θερμοκρασία), ενώ στις πολικές είναι σχεδόν ανύπαρκτη. Παράδειγμα χημικής αποσάθρωσης: Σερπεντινίωση του φορστεριτικού ολιβίνη με την εμπλοκή του περιεχομένου CO2 στο νερό της βροχής: Μg2SiO4 + CO2 + 2H2O => Mg3Si2O5(OH)4 + MgCO3. 16

17 Διαχωρισμός αλάτων - Τομή φλέβας μεταλλεύματος χαλκού Εικόνα 6: Διαχωρισμός αλάτων. Πηγή: Χαραλαμπίδης Γ., 2005, Κοιτασματολογία. 17

18 ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΕΙΣ (3/5) FeS2 (σιδηροπυρίτης) =>(οξείδωση) FeSO4 =>(οξείδωση) Fe2(SO4)3. Γύψος, Λειμονίτης: «Σιδηρούν κάλυμμα» Από πρωτογενή κοιτάσματα χαλκού σχηματίζονται δευτερογενή όπως χαλοσίνης (Cu2S) και κοβελλίνης (CuS). Οι ελάχιστες ποσότητες χρυσού που περιέχονται στον σιδηροπυρίτη (FeS 2 ) απελευθερώνονται κατά την οξείδωσή του σε Fe 2 (SO 4 ) 3, ενώ το διάλυμα αντιδρά στην ζώνη εμπλουτισμού με τον πρωτογενή σιδηροπυρίτη και αποβάλλει έτσι τον διαλυμένο χρυσό. 18

19 ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΕΙΣ (4/5) Υπολειμματικές συγκεντρώσεις. Ανάλογα με τη θέση και τη σχέση τους με τα πετρώματα, οι συγκεντρώσεις που προκύπτουν με αυτή τη διαδικασία, διακρίνονται σε : α) επιφανειακού τύπου (aerial). β) γραμμικού τύπου (linear), αυτόχθονες και ετερόχθονες. Λατερίτης : Kόκκινο υπόλειμμα εδάφους, τροπικών και υποτροπικών περιοχών με καλή αποστράγγιση, το οποίο συνίσταται από υδροξείδια του Fe, του Al και του Ni και από το οποίο έχει απομακρυνθεί το Si. Ο λατερίτης μπορεί να αποτελέσει μετάλλευμα σιδήρου, αργιλίου ή νικελίου. 19

20 Υπολειμματικές συγκεντρώσεις επιφανειακού και γραμμικού τύπου Εικόνα 7: Υπολειμματικές συγκεντρώσεις επιφανειακού και γραμμικού τύπου. Πηγή: Χαραλαμπίδης Γ., 2005, Κοιτασματολογία. 20

21 ΥΠΟΛΕΙΜΜΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΕΙΣ (5/5) Εικόνα 8: Υπολειμματικές και μηχανικές συγκεντρώσεις. Πηγή: Χαραλαμπίδης Γ., 2005, Κοιτασματολογία. 21

22 Διάρκεια σχηματισμού των υπολειμματικών κοιτασμάτων Εικόνα 9: Ζώνωση αποσαθρωμένου πετρώματος σε τέσσερις χαρακτηριστικές ζώνες και διαλυτότητες των Fe2O3, Al2O3 και SiO2 Διάρκεια σχηματισμού : 1 έως 20 εκατομμύρια χρόνια. Πηγή: Χαραλαμπίδης Γ., 2005, Κοιτασματολογία. 22

23 Υπολειμματικά κοιτάσματα σιδήρου Εικόνα 10: Υπολειμματικά κοιτάσματα σιδήρου. Πηγή: Χαραλαμπίδης Γ., 2005, Κοιτασματολογία. 23

24 Υπολειμματικά κοιτάσματα νικελίου Εικόνα 11: Τυπική τομή του νικελιούχου λατεριτικού κοιτάσματος της Ν. Καληδονίας. Πηγή: Χαραλαμπίδης Γ., 2005, Κοιτασματολογία. 24

25 Υπολειμματικά κοιτάσματα μαγγανίου Εικόνα 12: Υπολειμματικά κοιτάσματα μαγγανίου. Πηγή: Χαραλαμπίδης Γ., 2005, Κοιτασματολογία. 25

26 Τομή υπολειμματικού κοιτάσματος μαγγανίου Εικόνα13: Τομή υπολειμματικού κοιτάσματος μαγγανίου. Πηγή: Χαραλαμπίδης Γ., 2005, Κοιτασματολογία. 26

27 Βιβλιογραφία 1. Hutchinson, R.W., 1980: Massive base metal sulfide deposits as guides tectonic evolution. In: D.W. Strangeway, Ed., The Continental Crust and Its Mineral Deposits. Geol. Assoc. Canada, Spec. Paper 20, p Jensen M. L. & Bateman A. M., 1979: Economic Mineral Deposits. John Willey & Sons. 3. Χαραλαμπίδης Γ., 2005, Κοιτασματολογία...27

28 Σημείωμα Αναφοράς Copyright ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, Γεώργιος Χαραλαμπίδης. «Κοιτασματολογία». Έκδοση: 1.0. Κοζάνη Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: URL.

29 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο. που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο. που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο. Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. 29

30 Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς. το Σημείωμα Αδειοδότησης. τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων. το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει). μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. 30

31 Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων Το Έργο αυτό κάνει χρήση των ακόλουθων έργων: Εικόνες/Σχήματα/Διαγράμματα/Φωτογραφίες: 1. Hutchinson, R.W., 1980: Massive base metal sulfide deposits as guides tectonic evolution. In: D.W. Strangeway, Ed., The Continental Crust and Its Mineral Deposits. Geol. Assoc. Canada, Spec. Paper 20, p Jensen M. L. & Bateman A. M., 1979: Economic Mineral Deposits. John Willey & Sons. 3. Χαραλαμπίδης Γ., 2005, Κοιτασματολογία 31