第12章矿产资源。
介绍。the bulk大部分的地壳组成少十几元素。事实上,8个化学元素,地壳的98%以上。
许多在地球的地壳,包括工业和***,化肥的重要组成部分,作为能源的铀元素,如,没有发现丰富的元素,都是极其重要的社会。这些发现非常微量的平均陆壳岩石:铜,0.
006%,锡,2份(百万分之一),**,4份每十亿分之一(ppb)。那么,很显然,许多有用的元素,必须从非常不典型的岩石开采。
this chapter本章首先看看出现的各种岩石和矿物资源,然后简单地认为美国和世界**和需求情况。该**方面的建议需要为将来发展其他矿物材料**,并研究了几种可能性。采矿活动对环境的影响也注意到。
矿产资源的描述。
the term resources长期资源经常使用的,非正式的,指定一些天然材料是有用的和/或经济价值的呈现社会。在矿物和燃料的情况下,长期有更精确的定义,是区别于相关远景储量。
储量对战资源。
the amount储备所代表的金额是已发现漏洞可能被利用现有技术经济给定材料的数量。该术语通常进一步限制只适用于尚未消耗的材料。 (该术语的累积储备包括该材料已经使用,以及剩余的储备量。
)资源的类别是一个大得多的:它包括储备,加存款是已知的材料,但该可以不被利用经济给定目前**和技术,加上存款还没有被发现,但被认为存在的丰度和已知矿床的地质发生的推断的基础上。显然,储备一个给定的矿物或可用的燃料的量,最保守的估计,特别是在不久的将来。
because economic因为经济上的考虑进入储备的定义,不断变化的经济因素可能会导致特定的矿物燃料存款重新分类为储量仅作为资源的一部分,以往被归类。例如,需求的增加,或哄抬**的其他因素的变化,使一些以前不经济的有利可图的矿矿藏。
improvements改进技术的兴趣同样影响盈利能力的发展特定存款中提取特定的材料,降低成本。此信息尤其是后面的讨论中矿物和燃料储备情况有关。
矿床。an ore矿石是其中有价值或有用金属的岩石发生在一个足够高的浓度,使其经济开采价值。在一个给定的矿床可以描述一个特定的金属富集或集中系数:
该矿石中的金属浓度因子浓度。
一个给定的金属。
在矿),金属浓度。
平均大陆地壳。
the higher浓度因子越高,越丰富矿石(根据定义),它需要被开采,提取一个给定的金属量。
in general在一般情况下,有利可图的开采所需的最低浓度因子地壳的平均浓度是成反比的。金属,如铁或铝,分别约6%和8%的平均大陆地壳,只需要4倍或5倍的一个因素集中开采是有利可图的。铜必须在100倍左右,相对平均岩石富集,而汞(平均浓度为80 ppb)的,必须浓缩到约25,000倍的平均浓度之前矿石不够丰富,开采有利可图。
此规则的例外是那些少数的极有价值的元素,如金,是如此**,少量证明了大量的开采。
the unit单位价值的矿物或金属提取和其浓度在一个特定的存款是一个特定的矿床开采的盈利能力的主要因素。当然,经济学世界的需求敏感。如果需求上升,****的反应,另外,少富集矿床可能被打开了,**下降会导致经济上的边际地雷关闭。
也可能取决于特定的矿体开采的实用性,因为这会影响在其中找到利益的金属矿物提取的纯金属的成本。三铁矿床,含有同等浓度的铁是不同样的经济,如果铁主要发生在一个存款氧化物,硅酸盐在另一个,硫化物在第三。
by definition根据定义,矿石是有点不寻常的岩石。因此,这并不奇怪,世界各地的知名经济矿藏分布极不均匀。 (参见,例如,图20.
1)。美国控制着大约60%的世界已知的钼矿床的铅和40%左右。但是,虽然美国是世界主要的铝消费国,约占生产总量的40%的使用,它几乎没有国内铝矿床。
澳大利亚包含三分之一的世界铝矿石。扎伊尔和赞比亚合计占大约一半的知名经济钴矿床,泰国和马来西亚的锡矿床的相同比例。南非控制全球近一半的已知的**和铂矿和75%的铬。
几乎四分之三的钨矿位于中国人民共和国。这些国家的矿产财富差距很大,是世界矿产供给/需求**后面的讨论有关。
矿床类型。deposits of经济价值的岩石和矿物的存款形成多种方式。本节介绍了一些更重要的进程。
岩浆矿床。magmatic activity岩浆活动产生了几种存款。某些火成岩,仅仅凭借他们的作品中,含有高浓度的有用的硅酸盐或其他矿物。
这些存款可能是特别有价值的,如果岩石是粗粒伟晶岩中,从个别矿物质很容易**(图20.2)。在某些伟晶岩中,晶体可能会超过10米(30英尺)。
也丰富许多伟晶岩中罕见的元素。伟晶岩通常结晶后剩下的大部分已经凝固的岩浆体的残余液体;许多稀有微量元素不易纳入同样遗留下来的,在这个阶段的残余液体集中在常见的硅酸盐晶体结构。其中,锂,硼,铍,铀。
伟晶岩开采,包括罕见的矿物电气石和绿柱石。 (碧玺作为宝石使用无线电设备的晶体,也开采的硼元素,它包含开采的金属铍绿柱石晶体质量较差时,或海蓝宝石和祖母绿宝石的时候发现大而明确,有色晶体)。
other useful其他有益的矿物质,可能会集中在冷却,结晶岩浆房的重力。如果它们是更多或更少的密度比岩浆,它们可能吸收或浮动为结晶,而不是仍然悬浮在固化的硅酸盐玉米粥,积聚在容易开采的厚层(图20.3)。
那么,这是一种形式的结晶分异(第3章),产生经济矿藏。铬铁矿(三氧化二铬,三氧化二铬)和磁铁矿(fe3o4)都相当密集。丰富这些矿物质的浓度可能会在合适的散装组成岩浆,形成岩浆房下部通过结晶过程中的重力沉降(图20.
4)。the dense致密的***,如金,铂,也可能是岩浆结晶过程中浓缩。然而,这些金属是有价值的,足够的,即使在整个火成岩体传播,它们可能是值得挖掘的,如果它们的浓度足够高的。
this is这也是真正的钻石。钻石的稀有性的原因之一是,他们必须在极高的压力,如发现地幔内,然后进入地壳迅速长大才可以分解成石墨,碳是稳定的晶型在形成地球的表面。钻石开采主要来自超镁铁质金伯利岩,首先在第11章中讨论,起源于地幔和管道式岩体发生。
金伯利岩,其实得名南非金伯利钻石开采局部性。即使只有少数的宝石级钻石钻石的**值,使分散在许多吨金伯利岩,采矿有利可图。
热液矿石。not all并非所有的矿藏内火成岩体与岩浆活动形式。岩浆有水和其它液体溶解于或与他们有联系。
特别是在结晶的后期阶段,流体可能脱离岩浆冷却,通过在周围的岩石的裂缝和孔隙渗出,携带溶解的盐,气体和金属。这些温暖的液体浸出其他金属的岩石,通过它们传递。随着时间的推移,流体冷却并存入其溶解的矿物质,创造了热液矿床(从字面上看,“热水”)(图20.
5)。the particular特定矿物质沉积热液的组成有所不同,但是,在世界范围内,热液矿床:铜,铅,锌,银,铂,铀,以及其他种类繁多的金属发生。由于硫是一种常见的岩浆的气体和液体成分,矿石矿物为经常硫化物。
the hydrothermal热液不是所有的需要源于岩浆内。有时,循环的地下水域附近的一个冷却岩浆充分加热溶解,集中,转存贵重金属,在热液矿床。所涉及的流体,也可以是的混合岩浆和nonmagmatic流体。
板块边缘。the relationship岩浆活动与许多矿床的形成之间的关系表明,热液和岩浆岩的存款应该是特别常见的巨大的岩浆活动,尤其是板块边界的地区。一般来说这是事实。
一个突出的例子可以看出,在这个环节图20.6,这表明一个特定的位置,在北部和南部地区的岩浆成因型铜钼矿床。与现代板块边界的位置比较表明,这些存款降至接近目前或近期的俯冲带。
as noted正如在第13章,海底扩张脊的最新调查发现热液从海底涌出在沿着这些脊的通风口,沉积硫化物等矿物质遇冷(图20.7)。类似的活动占富含金属的泥浆在红海的底部,这也是一个传播裂谷带(图20.
8)。脊裂隙海底沉积物和海水渗入,回暖,与海底的岩石,并溶解金属。温暖的海水上升,凉爽,遇到与不变的海水反应,沉积各种金属矿物。
沉积矿床。sedimentary processes沉积过程也能产生经济矿藏。一些这样的矿石已直接存入化学沉积岩。
层状沉积铁矿的一个例子(图20.9)。 大多数情况下,这些大额存款,这可能会延长数十公里,是非常古老的。
它们的形成被认为是与地球大气层的发展。相信在无氧条件下,首先在地球上已经占了上风,大陆岩石风化铁,本来非常易溶于海洋。光合生物开始生产氧气,氧气会溶解铁反应,造成沉淀。
如果以这种方式形成的大型铁矿床的大部分期间,当地球的表面化学性质是非常不同的,从它现在是什么时间早已过去,它遵循其他类似的存款是不可能形成现在或将来。
other sedimentary此沉积矿床,可以形成从海水中,里面包含了多种溶解的盐和其他化学品。当海水身体被困在浅海干涸,这些矿物质沉积在蒸发存款。有些蒸发,可能是几百米厚。
普通食盐(矿物学知道岩盐,氯化钠)是一种矿物开采蒸发存款。其他包括石膏和金属钾和镁的盐。
most large大多数大型蒸发形成的海洋环境与限制水流量和蒸发较快的比较更多的水涌入。在这些条件下,在受限制的盆的水变得越来越集中在其溶解盐,开始直到盐的过饱和溶液中沉淀出来。在何种条件下可适当蒸发沉积的一种情况是在早期阶段,大陆裂谷,当海首先开始入侵变薄裂谷带(图20.
10)。浅的内海,从海洋,大型湖泊以及被孤立,也可能是蒸发沉积的**。
其他低温成矿过程。
streams also流在矿藏的形成也发挥了作用,虽然他们是很少的**的主要矿石矿物形成。正如在第14章,溪流往往是很好的排序大小和密度沉积物沉积。排序动作能有效集中一定的耐风化,密集的地方,沿着河道的矿物质。
这些存款被称为砂矿。感兴趣的矿物质通常风化的岩石流的流域,运输,分拣,集中,而其他矿物质溶解或卷走(图20.11)。
**,钻石,锡氧化物(锡石)的例子已经从砂和砾石的砂矿开采的矿物质。
even weathering即使风化就可以产生有用的矿石浸出不需要的矿物质,并留下了一个有价值的金属残渣丰富。例如,热带气候的极端浸出产生红土高,几乎所有的已溶解的铁和铝的氧化物和氢氧化物的化合物除外。许多富含铝的铝目前正在开采的存款红土风化经济的地步。
(红土矿含铁量一般是最富有的沉积铁矿石前面所述不高,但是,作为最富有的那些铁矿床开采出来,它可能成为有利可图的开采红土铁以及铝。)
变质矿床。finally最后,矿物学变化引起的热量或变质的压力可以产生价值的次生矿物。石墨,用“铅”的铅笔,在电池,润滑剂,许多应用中,它的熔点很高,是至关重要的,通常是从变质矿床开采。
石墨由碳,和一个方式,可以形成是由煤的变质作用,这也是富含碳的石墨。石棉,少用绝缘,但现在仍然珍视其耐热和耐火性能,是一种含水铁镁硅酸盐镁铁质岩浆岩的变质作用形成的,具有除水。滑石同样地,在非常低的温度下形成。
用作磨料以及半宝石,石榴石,也很常见,尤其是在中等变质程度高的岩石变质矿物。
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