تشكيلات جيولوجية ساحرة مرتبطة مع مناطق التعدين

وتظهر مناطق التعدين في جميع أنحاء العالم بعض أكثر التشكيلات الجيولوجية روعة على الأرض، وهذه التكوينات ليست مجرد عجائب مرئية، بل تمثل ذروة العمليات الجيولوجية المعقدة التي تركز المعادن القيمة على مدى ملايين السنين، ففهم هذه الهياكل الجيولوجية المذهلة يوفر رؤية حاسمة في تاريخ الأرض الدينامي، وآليات التركيز المعدني، والإمكانات الاقتصادية لمختلف مناطق التعدين، من نظم الكيمياء الضخمة إلى السائلة.

المؤسسة الجيولوجية لمقاطعات التعدين

وتتطور مناطق التعدين في مناطق توجد فيها ظروف جيولوجية معينة تهيئ بيئات مواتية للتركيز المعدني، وهذه الظروف تنطوي عادة على تفاعل النشاط الجاموس، والقوات التكتونية، وتداول السوائل الحرارية المائية، والتشكيلات الجيولوجية المرتبطة بمقاطعات التعدين هي منتجات عمليات تعمل على مختلف المستويات، بدءاً من تحركات الصفائح الأرضية المتضادة إلى التهطال المائي للمعادن المجهرية.

ويتطلب تكوين رواسب معدنية ذات أهمية اقتصادية سلسلة من الأحداث الجيولوجية التي تتوافق في كل من الفضاء والزمان، وتؤدي البيئات التكتونية دورا أساسيا، حيث توجد العديد من مناطق التعدين الرئيسية على طول حدود لوحات المتجانسة والقوسات البركانية القديمة ومناطق التمديد القشري، وهي توفر الممرات الحرارية والضغطية والسوائل اللازمة لتركيز المعادن.

فالوقت الجيولوجي عامل حاسم آخر، ففي حين أن بعض الرواسب المعدنية تشكل بسرعة نسبيا من الناحية الجيولوجية، فإن العملية العامة لإنشاء منطقة تعدين كثيرا ما تدوم ملايين السنين، كما أن الأحداث الجيولوجية اللاحقة، بما في ذلك رفع مستوى الارتفاع والتحات والطقس، تحدد ما إذا كانت هذه الودائع يمكن الحصول عليها لأغراض التعدين أو تضيع في العمليات الجيولوجية.

Porphyry Copper deposits: Giants of the Mining World

هذه التكوينات الجيولوجية الهائلة من أهم أنواع الرواسب المعدنية على الأرض، مما يوفر أكثر من 60 في المائة من النحاس العالمي إلى جانب كميات كبيرة من المغليبدينوم والذهب والفضة.

الاستمارة والمعاملات

والودائع النحاسية البورفيزي هي جثث رخام النحاس التي تشكل من السوائل الحرارية المائية التي تنشأ من حجرة عظمية ضخمة من الماغي التي تقل عن الودائع نفسها، ويستمد الاسم من النسيج الفيزيائي للصخور الاقتحامية المرتبطة بهذه الودائع، والتي تشمل بلورات كبيرة من الأغلفة التي توضع في مصفوفة مرقبة.

ومعظم رواسب الفيزيائية هي من نوع فانيروزويزية في العمر، وهي توضع في أعماق تتراوح بين 1 و 6 كيلومترات تقريبا مع سميكات عمودية على متوسط كيلومترين، وتتكون هذه الرواسب في بيئات معينة من التكتون، وتختلط بأحزمة أوزونية في جميع أنحاء العالم، وتحدث في بيئتين رئيسيتين: في القوس الجزرية وفي الحواف القارية.

ويشتمل الإطار الجيولوجي للودائع الإباحية على عمليات مغناطيسية معقدة، ويُعتقد أن الماغماس المسؤول عن تكوين الفيزياء يولد عادة عن الذوبان الجزئي للجزء الأعلى من مرحلة ما بعد الاختزال، والأصفاد المتوقفة التي تُغيّر عن طريق مياه البحر، ويجب أن تستوفي هذه النظم المغنطة شروطا محددة لتوليد المعادن الاقتصادية، مما يجعل الودائع الكبيرة للكيمياء ظاهرة جيولوجية نادرة نسبيا.

أنماط التعديل واللامركزية

وعادة ما تُرفق الظروف المتعاقبة للتغيرات الحرارية المائية جوهر المعادن الخام المنشورة في كسور ووردات من شظايا الشعائر التي ترسم الأوراق المالية في كثير من الأحيان، وهذا النمط المميز للتعديل هو أحد السمات الرئيسية المستخدمة في استكشاف رواسب الفيزيائية، وتشمل مناطق التغيير عادة تغيير البوتاسية في القاع، محاطة بمناطق الارتجال الفيزيائية والتركيبية.

وبسبب حجمها الكبير، يمكن أن تكون أجسام الفريسة المزخرفة ذات طبيعة اقتصادية من تركيزات النحاس منخفضة تصل إلى 0.15% من النحاس ويمكن أن تكون لها كميات اقتصادية من المنتجات الثانوية مثل المغليبدينوم والفضة والذهب، وهذه السمات المنخفضة المستوى ولكن العالية المسافات تجعل من رواسب الكيمياء مرشحين مثاليين لعمليات التعدين الكبيرة المفتوحة النطاق.

وفي أجزاء من الرواسب النحاسية المسببة للفيروسات، يحدث النحاس في الغالب في كليكو بيريت؛ وقد تشمل المعادن الأخرى الهامة من ركاز النحاس المولودين والمنعشات، ويعكس توزيع هذه المعادن داخل الودائع درجة الحرارة والظروف الكيميائية أثناء التكوين.

أمثلة بارزة والتوزيع العالمي

بعض أشهر عمليات التعدين في العالم تستغل رواسب النحاس الخلاعية، وهناك العديد من الودائع القديمة التي تُستضاف بواسطة الندوب العالية الكهرومغناطيسية أو الشوشونيكية، مثل منجم بنغام بنكهام في الولايات المتحدة، ومنجم غراسبرغ البارد في إندونيسيا، ومنجم نورثباركس كولد في أستراليا، ومنغول في كوبر

ويجري العمل في رواسب النحاس الكبيرة في جنوب غرب الولايات المتحدة (حيث يتم إنتاج الموليبدينوم كمنتج ثانوي)، وجزر سليمان وبيرو وشيلي وكندا والمكسيك، وأجزاء أخرى من العالم، ويعكس تركيز هذه الودائع في مناطق محددة التاريخ الجيولوجي لهذه المناطق، ولا سيما ارتباطها بمناطق فرعية قديمة وحديثة.

اغتصاب الودائع العملاقة

وودائع الكيمياء العملاقة نادرة جداً وخصائص غير عادية في قشرة الأرض لدرجة أن عدداً صغيراً من أكبر الودائع تستضيف معظم موارد الطبخ التي تم اكتشافها حتى الآن، وهذا الغرابة يعكس الحاجة إلى عمليات جيولوجية متعددة لتتماشى بشكل مثالي في الفضاء والزمان.

ونادرا ما يولد حوض استحمام فردي أكثر من وديعة كبيرة من موانع الدعارة الاقتصادية (لا يوجد في العادة)، ولذلك يجب اعتبار هذه الودائع نادرة (وإن أمكن استنساخها) وحدثات قصيرة الأجل في الحياة العامة لإحدى القوسات، ولا يزال فهم العوامل التي تتحكم في تكوين هذه الودائع العملاقة مجالا نشطا من مجالات البحوث الجيولوجية.

ودائع الدخان: أجهزة الاتصال بالأخطار الميثاموروفية

وتمثل رواسب الكارن فئة رئيسية أخرى من التشكيلات الجيولوجية المرتبطة بمقاطعات التعدين، وهذه القارورات أو القطع الأثرية هي صخور ميثاموريفية مغرورة باليورانيوم، تشكل بديلا عن الصخور التي تولد الكربون أثناء التضاريس والميثامورفات، وهي مصادر هامة بصفة خاصة من التونغستن والحديد والنحاس والذهب.

عمليات الاستمارة

معظم الكارنزات تُشكل عندما تُخدر الصخور الكربونية مثل الحجر الليميكي، أو الدلوستون، أو الرخام بواسطة جسم ماجما، وتُغير بميثمورفيا وسامة الاتصال، وفي وقت الاقتحام، تكون حرارة الميثمورفيكية هي العامل الرئيسي للتغيير، ثم، كما تُبرّد الماما، تُطلق السوائل الساخنة والحمضية والثرية.

ويشتمل تكوين الكاردين على مراحل متعددة، ومعظم الودائع الكارثة الكبيرة التي تمر بمرحلة انتقال من الميثمورفورفيا المبكرة التي تشكل قرون، وكاردينات رد الفعل، والكاردينود إلى الميثمورفية المتأخرة، التي تشكل كربونات مشبع بالآداب نسبيا، وكارنزات القذف المغنطيسي، مما يؤدي إلى حدوث تلف في المنطقة المحيطة، مما يشكل ثورن.

أما الودائع الكارثة التي تعتبر هامة اقتصادياً لاحتواء المعادن القيمة فهي نتيجة لتشوه الميثاسومات على نطاق واسع، حيث يتحكم تركيب السوائل في الكارن وخامه من المعادن، وتشمل هذه العملية تبادل المكونات الكيميائية بين السوائل الساخنة والصخور المضيفة، مما يخلق تراكمات معدنية جديدة تماماً.

التعدين والتصنيف

وتميل الكارنزات إلى أن تكون غنية بالمعادن المصلية للألمنيوم الكالسيوم - المنغنيز - المنغنيز - الاليمينية، التي يشار إليها أيضاً بالمعادن المحسوبة بالحسابات، وتتوقف المعادن المحددة الموجودة على تكوين الماجم المقتحمة والصخور المضيفة.

وتصنف الكارنزات إلى نوعين رئيسيين على أساس عظمتها، فالقراصنة الكاليسيكية هي منتجات بديلة لبروتوليث الحجري مع التجمعات المعدنية المهيمنة التي تحتوي على الثوم والكلينوبيروكسين، والفولساتونيت، وعلى النقيض من ذلك، فهي تشكل من البروتول الخبيثة وتحتوي على أشكال مختلفة من التجمعات المعدنية.

إن الكارنزات المحبة هي أكثر أنواع الرواسب الكارنة شيوعاً وهي مرتبطة بالصخور الكراتية القلوية مثل الديونيت ويوريت الربو وغرينوديوت، وهي تحتوي عادة على معادن مثل الثوم والبيروسين والفولاستونيت.

الأهمية الاقتصادية

وتعتبر رواسب الكاردين ذات قيمة اقتصادية كمصادر للمعادن مثل القصدير والتنغستن والمنغنيز والنحاس والذهب والزنك والرصاص والنيكل والموليبدينوم والحديد، وتنوع المعادن التي يمكن أن تتركز في الودائع الكارثة يجعلها أهدافا هامة لاستكشاف المعادن.

وتُعد ودائع السخرة قيمة خاصة بالنسبة لمواردها من الركاز الحديدي والبنك الحديدية، وكذلك من حيث ارتفاع مستوى النحاس والتعدين الذهبي، حيث تحتوي بعض الودائع الكارثة على درجات أعلى بكثير من تلك التي تُستخدم في الرواسب الخزفية، وإن كانت أصغر حجماً عموماً.

كما أن الكاردين الزنكيين هم من الدرجة العالية (10-20 في المائة من الزن + ف، 30 إلى 300 غ/ت ج) وهذا النوع من النوع العالي يجعل الودائع الكارثة جذابة اقتصادياً على الرغم من صغر حجمها عادة مقارنة بنظم الدفن.

العلاقات المكانية

وتُحدَّد أنواع الإيداع والفلزات مكانياً فيما يتعلق بالتدخيلات التي يُعثر على النحاس والذهب بشكل مُبْتَرَض للاقتحامات؛ ويُخلَّص الزنك والرصاص إلى التطفل، ويعكس هذا النمط من التجمُّد الحراري درجة الحرارة والتطور الكيميائي للسوائل الحرارية المائية عند انتقالها من مصدر الحرارة.

ومعظم ركاز الكاردين الاقتصادي موجود كإسحاقي، الذي يشكل في صخور مستضيفة للكربونات، ويحدث تطفلاً، ويشار إلى أجزاء الاقتحام التي تُغيَّر ويمكن أن تستضيف ركازاً، على أنها " إندوسكر " ، ويُعتبر فهم هذه العلاقة المكانية أمراً حاسماً في الاستكشاف وتطوير المناجم.

نظم الخضراوات المائية: التركيزات المعدنية المتسلسلة

وتمثل نظم العروق الحرارية المائية أحد أكثر أنواع التكوينات الجيولوجية التي تُشكل في مناطق التعدين ذهاباً وتاريخياً، حيث تشكل هذه الأجهزة المتوازية أو المتناظرة للمعادن عندما تهيمن السوائل الغنية بالمعادن مكوناتها المُحلية في الكسور والأخطاء في الصخرة المضيفة.

آليات التشكيل

إن العروق الحرارية المائية تُشكل عندما تُعمم السوائل المُعدية الساخنة عبر الكسور في قشر الأرض، بينما تتحرك هذه السوائل عبر نظم الكسور، فإن التغيرات في درجة الحرارة أو الضغط أو الظروف الكيميائية تسبب المعادن في التسرع من الحل، والنتيجة هي وريد من المعادن المركزة التي يمكن أن تمتد لمئات الأمتار أو حتى الكيلومترات على طول الكسور.

وقد تكون للسوائل التي تشكل عروقاً حرارية مائية مختلفة، وقد تستمد من أجسام مغنمة مبردة، أو من ردود فعل ميثمورفيكية بعمق، أو من المياه الجوفية المسخنة التي عممت من خلال القشرة، وفي العديد من مناطق التعدين، تعكس أجيال متعددة من الأوردة حلقات مختلفة من تدفق السوائل وترسيب المعادن.

وتؤدي الضوابط الهيكلية دورا حاسما في تشكيل نظم العروق، وتوفر الإخفاقات والمناطق الماشية وغيرها من الكسور مسارات تدفق السوائل، وتحدد توجه هذه الهياكل وسرعتها ووصلها الجغرافيا ونطاق نظام الوريد، وفي بعض المناطق، تعكس مجموعات متعددة من الأوردة ذات التوجهات المختلفة حالات مختلفة من التشوه والتعدين.

أشعة المينيدين والزاوية

وتشمل العروق الحرارية المائية عادة مزيجا من المعادن الخام والمعادن الجماعية، وتشمل المعادن المشتركة الذهب والفضة، والكبريتيدات مثل غالينا، والسيليات، والتشالكوبيريت، ومختلف معادن أكسيد الأوكسيد، والمعادن الغانغية التي لا قيمة لها الاقتصادية إلا أنها تشكل الجزء الأكبر من العروق، وتشمل عادة الهرولة والكالسيت، ومختلف المعادن الكربونية.

وتظهر نظم عروق كثيرة تقسيماً معدنياً، حيث تتهيأ مختلف المعادن في مواقع مختلفة داخل الوريد أو على مسافات مختلفة من مصدر الحرارة، ويعكس هذا التأقلم تغير درجات الحرارة والظروف الكيميائية مع تبريد وتطور السوائل الحرارية المائية، ويمكن أن يساعد فهم أنماط تقسيم المناطق على التنبؤ بالمكان الذي يحتمل أن تحدث فيه أعلى درجات الركاز.

وتوفر أجهزة النسيج المزودة بالأشعة المقطعية أدلة هامة عن ظروف التكوين، وتشير النسيجات الموزَّعة أو المصفّرة إلى الترسيب المعدني الوبائي، في حين تشير النسيجات الضخمة إلى التهطال المستمر.

النظم الحرارية الاصطناعية

وتتكون نظم العروق الحرارية الوبائية من أعماق ضحلة نسبياً ودرجات حرارة منخفضة مقارنة بالودائع الحرارية المائية الأخرى، وهذه النظم هي مصادر هامة جداً للذهب والفضة، وتصنف الرواسب الحرارية البيرفلورية في أنواع منخفضة الإكبريت والكبريت العالية استناداً إلى كيمياء الكبريت من السوائل المُعدنة.

وتتكون النظم الحرارية المنخفضة الكبريت عادة من سوائل الهيدروجينية القريبة من المحايدة، وتحتوي على معادن مثل الهرالات والأديلريا والكالسيت والفلزات الثمينة، وتتكون نظم الإكبريت العالية من السوائل الحمضية وتتميز بمعادن مثل اللونيت والكاولينيت والطقوس مع المعادن الذهبية والنحاسية.

إن عمق التكوين الضحل للنظم الحرارية الوبائية يعني أنها غالبا ما تكون مؤمنة جيدا ويسهل استخدامها نسبيا، غير أنها أكثر عرضة للتآكل، وقد أزيلت من السجل الجيولوجي العديد من النظم الحرارية القديمة.

التدخلات المأهولة: التركيزات المعدنية السحرية

وتمثل عمليات التدخين المزودة بالثدييات المأخوذة من نوع مختلف اختلافاً جوهرياً من الرواسب المعدنية مقارنة بالنظم الحرارية المائية، وتحتوي هذه الهيئات الضخمة على معادن تتبلور مباشرة من الماغما بدلاً من أن تُودع من السوائل، وهي المصدر الرئيسي لعناصر مجموعة البلاتينيوم والكروم والفاناديوم، ومصادر هامة للنيكل والنحاس.

التشكيل والهيكل

وتتكون عمليات التدخل الفائقة التي تُستخدم في القشرة وببطء شديد، حيث تُبلور المعادن المختلفة في درجات حرارة مختلفة، ويمكن لهذه المعادن أن تستقر في قاع حجرة الماكما بسبب كثافة الكثافة، وهذه العملية، التي تسمى البلورة الفاسدة، تخلق طبقات مختلفة من المعادن.

إن الطبقة التي تخترق هذه التطفلات يمكن أن تكون منتظمة بشكل ملحوظ، حيث تتراوح طبقات كل منها بين مليمترات وكميات في سميكها، وبعض الطبقات غنية بالمعادن القيمة اقتصاديا، مما يخلق مناطق ركاز يمكن تعقبها لعشرات الكيلومترات على طول الإضراب، والمثال الأكثر شهرة هو مركب بوشفيلد في جنوب أفريقيا، الذي يحتوي على أكبر احتياطيات العالم من عناصر مجموعة البلاتينوم والكروم.

إن تشكيل التطفل على طبقات معينة يتطلب ظروفا محددة، ويجب وضع الماما في مكان يمكن أن يبرد فيه ببطء ويبقى غير مضطرب نسبيا، ويجب أن يكون تركيب الماما مناسبا لتبلور المعادن القيمة، ويجب أن تسمح الظروف المادية لهذه المعادن بالتسوية والتركيز.

إزالة الألغام من السائل المنوي

في داخل التطفلات المطبقه، غالبا ما تسمى مناطق الركاز الأكثر قيمة "الشعائر" هذه طبقات رقيقة، عادة أقل من سميك متري، تحتوي على تركيزات عالية بشكل استثنائي من المعادن القيّمة، ورياح مينسكي وحمض اليورانيوم في مجمع بوشفيلد أمثلة كلاسيكية تحتوي على البلاتينوم والفلاديوم والروديوم وغير ذلك من عناصر البلاستيك والفولطينيل.

ولا يزال تشكيل هذه الشعاب موضع نقاش بين الجيولوجيين، وتشمل الآليات المقترحة تحديد الكثافة للبلورات، والظواهر المختلطة للمجراث، والتغيرات في تركيبة الماما بسبب التلوث، وتركيز المعادن عند الوصل بين مختلف بطاريات الماما، وفهم تشكيل الشعاب المرجانية أمر حاسم للاستكشاف وللتنبؤ بالأماكن التي قد تحدث فيها رواسب مماثلة.

Chromite and Magnetite Layers

وبالإضافة إلى الشعاب المرجانية التي تتكون من عناصر من مجموعة البلاتين، كثيرا ما تحتوي التطفلات المطبقة على طبقات سميكة من الكروميت أو المغناطيس، ويمكن أن تكون هذه الطبقات ذات قيمة اقتصادية في حقها وأن تكون أيضا أفقا قياسيا لرسم الخرائط الجيولوجية والترابط، وقد تم تطهير طبقات الكروم في مجمع بوشفيلد، على سبيل المثال، من إنتاج الفولاذ الذي لا يحصى.

ويشمل تشكيل طبقات الكروميت عمليات مغناطيسية محددة، وتبلور الكروميت في وقت مبكر من المايفيك، ويمكن أن يتراكم ليشكل طبقات أحادية تقريبا، ويعكس سميك هذه الطبقات ونطاقها الأفقي حجم غرفة الماكما ومدة البلورة الكرومية.

الإيداعات السائلة المسببة للفولكان

وتتكون رواسب الكبريت الضخمة البركانية من قاع البحر أو بالقرب منه، وذلك بالاقتران مع النشاط البركاني الغواص، وهذه الرواسب هي مصادر هامة للنحاس والزنك والرصاص والذهب والفضة، وهي تمثل نوعا فريدا من نظام الحرارة المائية حيث تُطرد السوائل الغنية بالمعادن إلى قاع البحار، مما يخلق هياكل شبيهة بالمدخنة وتراكمات هائلة من المعادن الكبريتية.

Formation Environment

وتتكون رواسب الرؤوس في بقاع بركانية غواصة حيث توزع مياه البحر عبر الصخور البركانية الساخنة، وتصبح مسخورة ومثرية في الفلزات، ثم تطرد مرة أخرى إلى قاع البحار، وعندما يصادف السوائل الساخنة والحمازية والفلزية مياه البحر الباردة، يتسبب التغير المثير في درجة الحرارة والثدي في التهطال السريع لمعادن الكبريتيد.

ويمكن ملاحظة الأناجز الحديثة من رواسب أجهزة القياس المتطورة في مرتفعات وسط المحيط وفي أحواض الأنهار الخلفية حيث تُفتح محركات الدخان السوداء سوائل مسخنة، وتوفر هذه النظم الحديثة رؤية قيمة عن كيفية تكوين رواسب الرؤوس القديمة للأجهزة الضوئية، وتخلق التهطال السريع للمعادن حول هذه المنافذ هياكل للمدخنة يمكن أن تنمو عدة أمتار طويلة.

توجد رواسب قديمة في الصخور التي كانت ذات مرة في قاع البحر ولكنها رفعت وكشفت عن طريق عمليات التكتونية، وهذه الودائع عادة ما توجد في أحزمة الأحجار الخضراء، وهي تسلسلات من الصخور البركانية والرواسب التي تمثل القشرة المحيطية القديمة.

خصائص الإيداع

وتتكون رواسب شركة VMS عادة من مجموعة من المعادن الكبريتية الضخمة التي تبالغ في منطقة الصخور البركانية المتغيرة التي تسمى منطقة الأوراق المالية، وتمثل الأوراق المالية منطقة المغذيات التي تُزرع فيها السوائل المعدنية من خلال الكسور في الصخور البركانية قبل طردها إلى قاع البحار.

وتتباين رواسب الترجيح المستخرج من نظام رصد الأرض تبعاً لتكوين الصخور المضيفة ودرجة حرارة السوائل الحرارية المائية، وتميل الودائع المزودة بالثديث إلى أن تكون غنية بالنحاس، بينما تكون الودائع المأهولة بالفلفلز عادة غنية بالزنك، وتعكس هذه العلاقة القدرات المختلفة للسيارات التي تتفاعل مع أنواع مختلفة من الصخور.

وكثيرا ما تظهر رواسب نظام الرصد العالي التذبذب الرأسي والفني في المحتوى المعدني والتنقيب المعدني، ويعكس هذا التدرج درجة الحرارة في نظام الحرارة المائية والتهيؤ المتتابع لمختلف المعادن كما تبدد السوائل، ويكتسي فهم هذا الازون أهمية للاستكشاف ولتنبؤ بدرجات ركاز في أجزاء مختلفة من الودائع.

الودائع المرهونة بالسل

وتتكون الرواسب المعدنية المأهولة بالدي في إطار تسلسلات الصخور الرسوبية وتشمل عدة أنواع هامة من الرواسب مثل الرواسب الاستنشاقية، وودائع من نوع ميسيسيبي والوادي، وودائع النحاس المحتوية على الرواسب، وتظهر هذه الودائع أن التركيزات المعدنية القيمة يمكن أن تشكل من خلال عمليات تعمل على سطح الأرض أو بالقرب منه.

ودائع SEDEX

وتشبه الرواسب الاستنشاقية المترسبة رواسب الرؤوس المحتوية على مقياس VMS، حيث أنها تشكل من تصريف السوائل الحرارية المائية إلى قاع البحر، غير أن الودائع التي تستخدمها شركة SEDEX في أحواض الرسوب بدلا من الأماكن البركانية، وهي مصادر رئيسية للزنك والرصاص، كما أن بعض الودائع تحتوي على فضة كبيرة.

وتتكون رواسب شركة سي ديكس عندما تُطرد إلى قاع البحار من الرواسب الغنية بالمعادن، التي عممت من خلال التسلسلات الرسوبية وأصبحت مسخنة ومثرية في المعادن، وتُهيأ المعادن كسلاديس عندما تختلط الأمواج مع مياه البحر، وتُعد أجسام الركاز الناتجة عادة متداخلة، مما يعني أنها توازي طبقة الرواسب.

(الودائع الشهير لـ(سي ديكس تشمل (ريد دوغ) في (ألاسكا أحد أكبر رواسب الزنك في العالم وودائع حوض (سيلوين) في (كندا) هذه الودائع قد تكون هائلة تحتوي على مئات الملايين من الأطنان من الخام

إيداعات ميسيسيبي فالي - تيبي

وودائع من نوع ميسيسيبي فالي هي رواسب وراثية تشكل في إطار تسلسلات الصخور الكربونية، عادة عند درجات حرارة منخفضة، وهي مصادر هامة للزنك والرصاص، وعلى عكس رواسب SEDEX، فإن رواسب MVT تشكل بعد إيداع الصخور المضيفة بوقت طويل، عندما تهجر السوائل المحتوية على المعادن عبر التسلسل الرسوبي.

وتظهر رواسب الأشعة فوق البنفسجية في تسلسلات الكربون في المنصات داخل القارات، ويُعتقد أن السوائل المستخرجة من المعادن هي ألواح أحواض محمية كانت تدفعها القوات التكتونية أو الطبوغرافية، وتهيمن المعادن عندما تصطدم السوائل بفخاخ كيميائية أو مادية مثل التغيرات في قابلية الصخور للتأثر أو الحدود ذات السم الأحمر.

وتتميز هذه الودائع بقلة الترجيح المعدنية التي تتكون عادة من مواد الغليون والغالينا ومختلف المعادن التي تستخدم فيها كربونات وكبريتات، ويمكن أن تكون أجسام الخام غير نظامية في الشكل، وتتحكم فيها الكسور والأخطاء، وتختلف في القدرة على الصخور.

إيداعات بريتشيا - حمولة

وتتكون الرواسب المأهولة من البركسيا في مناطق تم فيها كسر الصخور وتوزع في شظايا خلوية، ويمكن لهذه الكبريت أن تشكل من خلال عمليات مختلفة، بما في ذلك النشاط التكتوني، والتفجيرات الحرارية المائية، وانهيار الفراغات الجوفية، وعندما تتدفق السوائل الغنية بالمعادن عبر مناطق بريكسيا هذه، فإنها يمكن أن ترش الشظايا معا بينما تودع المعادن القيمة.

Hydrothermal Breccias

وتتكون الكبريت الحرارية المائية عندما يتسبب تراكم الضغط السوائل في نظام حراري مائي في كسر متفجر في الصخور المضيفة، وتخلق هذه الانفجارات مناطق من الصخور المحطمة توفر قدرة ممتازة على تدفق السوائل، حيث أن السوائل ما زالت توزع من خلال البركسيا، فإنها تودع المعادن التي ترسم الشظايا معا.

بعض أغنى رواسب الذهب والنحاس في العالم مرتبطة بـ "الرشايا الحرارية المائية" و "الارتفاع الكبير في حجم "الكريكسيا" يسمح بتدفق كميات كبيرة من السوائل

Collapse Breccias

وتُحدث الكبريتات الملوّثة عندما تفكك تحت الأرض بالصخور المُلتوية، مثل الحجر الجيري أو الملح، فراغات تنهار في نهاية المطاف، ويمكن تطويع السوائل الناتجة عن ذلك إذا كانت السوائل المُنتجة من المعادن موجودة في النظام، وترتبط بعض الرواسب الهامة التي تُقدَّم في الزنك بانهيار الكبريت في صخور الكربون.

الإثراء الخارق: العمليات السطحية التي تخلق

والإثراء السطحي هو عملية قريبة من السطح يمكن أن ترفع إلى حد كبير المحتوى المعدني لرواسب الخامات الأولية، وتشمل هذه العملية طقس وأكسدة معادن سلفيد على السطح، والنقل التراجعي للمعادن المعزولة، وتكرارها بعمق، وكان الإثراء الخارق حاسما في القدرة الاقتصادية للعديد من عمليات التعدين.

عملية الإثراء

عندما تتعرض المعادن الكبريتية للأكسجين والماء على سطح الأرض، تُكهن وتذوب، وتُنتج عن ذلك حلول حمضية وثرية معدنية تهبط من خلال الرواسب، وعندما تصل هذه الحلول إلى طاولة المياه، حيث يستنفد الأوكسجين، تُستبد المعادن المُنحلة كمعادن جديدة من الكبريتيدات.

ويمكن لهذه العملية أن تخلق منطقة إثراء خارقة تحت طاولة المياه حيث تكون درجات المعادن أعلى بكثير من تلك الموجودة في الركاز الأولي، ففوق طاولة المياه، في المنطقة المكسورة، تدمر معادن الكبريت الأصلي، مما يخلق غطاء مسلوق أو غوسانا، ويمكن أن يكون الغوسان، وإن كان منخفضا في المحتوى المعدني، مؤشرا هاما لاستكشاف رواسب الركاز المدفونة.

Copper Enrichment

ويكتسي الإثراء السطحي أهمية خاصة في الرواسب النحاسية، إذ يمكن تأكسس معادن النحاس الأولية مثل الشالكوبيت على السطح، وينقل النحاس المذوب إلى الأسفل لتتهيؤه كمعادن نحاس ثانوية مثل الفلفل والنحاس، وتحتوي هذه المعادن الثانوية على محتوى نحاس أعلى من المعادن الأولية، مما ينتج أحياناً مستويات أوفر مقارنة بنسبة 5-10 في المائة.

وقد استغلت العديد من عمليات التعدين التاريخي للنحاس المناطق الغنية بالجينات الخارقة قبل تطوير الركاز الأساسي، وقد وفرت الصفوف العالية في المنطقة الغنية الأساس الاقتصادي لتطوير المنجم، حتى وإن كانت المنطقة الغنية ذاتها قد تكون ضعيفة نسبيا.

الضوابط الهيكلية على التعدين

وتؤدي الهياكل الجيولوجية مثل الأخطاء والطيور والكسرات أدواراً حاسمة في مراقبة موقع الودائع المعدنية وقابليتها للمسح الجيولوجي، ومن الضروري فهم هذه الضوابط الهيكلية للاستكشاف والتنبؤ بالمكان الذي يحتمل أن يحدث فيه الركاز داخل منطقة تعدين.

الودائع الخاضعة للمراقبة

ويمكن للخنازير أن تتحكم في التعدين بطرق عدة، ويمكنها أن توفر مسارات لتدفق السوائل، مما يجعل السوائل المعدنية على اتصال بالصخور المضيفة التفاعلية، ويمكنها أن تخلق مناطق ذات قدرة أكبر على الدفن حيث يمكن للسوائل أن تودع المعادن، كما يمكنها أن تصلح أنواعا مختلفة من الصخور، وتخلق شراك كيميائية أو مادية للتهيؤ بالمعادن.

وتخضع الكثير من رواسب الوريد مباشرة للأخطاء، حيث تحتل العروق منطقة الخطأ نفسها، وفي حالات أخرى، يحدث التعدين في كسور مجاورة للأخطاء الرئيسية، حيث تسبب حقل الإجهاد حول الخطأ في كسور ثانوية، ويعتبر فهم الهندسة وعلم الاختلال أمرا حاسما في التنبؤ بالمكان الذي يحتمل أن يحدث فيه التعدين.

التعدين المزروع بالجرعات المقننة

ويمكن للبيع أيضا التحكم في موقع الرواسب المعدنية، حيث تميل الثلوجات إلى الهجرة إلى المناطق ذات الضغط المنخفض، التي غالبا ما تكون في الصخور المطوية، مطابقة للمناطق الهزلية للخطوط التكليلية أو القوس الخارجي للجوانب، ويمكن أن توفر التكتلات المرتبطة بالطوائر مسارات لتدفق السوائل ومواقع الترسيب المعدني.

وفي بعض مناطق التعدين، توجد هيئات الركاز بصورة منهجية في مواقع هيكلية محددة تتعلق بالملفات، ويمكن للاعتراف بهذه الأنماط أن يسترشد بها في جهود الاستكشاف ويساعد على التنبؤ بالأماكن التي يمكن أن توجد فيها رواسب غير مكتشفة.

تعديل: مخططات التعدين

ويخلق التحول الحراري الهيدروائي للصخور المحيطة بالودائع المعدنية هلوسا مميزا يمكن أن يتجاوز الجسم الخام نفسه، وتشكل هذه المناطق المحورة أدوات استكشاف هامة وتوفر معلومات عن ظروف تكوين ركاز.

أنواع التعديلات

ويعكس مختلف أنواع التحولات الحرارية المائية درجات حرارة مختلفة، وتركيبات السوائل، وأنواع الصخور، والتغيرات البخارية، التي تتسم بتشكيل برغوث البوتاسيوم والنيت الأحيائي، وهي أشكال عادة عند درجات حرارة عالية قريبة من مصدر الحرارة، والتغير فيل أو الارتحال، الذي يتسم بتشكيل السوائل الأرضية (الميكروفية البيضاء) والأشكال الحرارية، التي تتسم بها درجات الحرارة المتوسطة.

والتعديلات البيروبليطية، التي تتسم بتشكيل الكلوريت والوبائيات والمعادن الكربونية، تشكل عادة على هامش نظم الحرارة المائية حيث تكون درجات الحرارة أقل، وتخفف السوائل من جراء الخلط مع المياه الجوفية، وكثيرا ما يشكل هذا النوع من التغيير هضبة واسعة حول رواسب الركاز ويمكن أن يكون مؤشرا هاما على الاستكشاف.

رسم خرائط التعديلات

إن أنماط تغيير رسم الخرائط هي تقنية استكشافية رئيسية، فالتوزيع المكاني لأنواع مختلفة من التغييرات يمكن أن يشير إلى موقع المصدر الحراري ومسارات تدفق السوائل، وفي كثير من أنواع الودائع، توجد الركاز في مناطق معينة للتعديلات، بحيث يمكن أن يساعد تحديد هذه المناطق على تحديد أهداف الحفر.

وتستخدم تقنيات الاستكشاف الحديثة مجموعة متنوعة من الأساليب لرسم خرائط للتغيرات، بما في ذلك رسم الخرائط الميدانية، والفحص الفيزيائي لعينات الصخور، والتحليل الجيوكيميائي، والاستشعار عن بعد، ويمكن للصور الساتلية أن تكتشف بعض المعادن المتغيرة استنادا إلى خصائصها الطيفية، مما يتيح رسم خرائط للتغيرات على المناطق الكبيرة.

التوقيعات الجيوكيميائية لمقاطعات التعدين

وتظهر مناطق التعدين توقيعات جيوكيميائية مميزة تعكس عمليات تكوين الركاز ويمكن استخدامها كأدوات استكشاف، وتشمل هذه التوقيعات ارتفاع تركيزات الركاز وعناصر المكيف في الصخور والتربة ورواسب المجاري والمياه.

مركبة فضائية أساسية

الشكل الجيوكيميائي الأولي للهالويات خلال عملية التعدين نفسها، حيث تفرق العناصر في الصخور المحيطة بجسم الركاز، ويمكن لهذه الهلوسة أن تمتد لمئات الأمتار أو حتى الكيلومترات التي تتجاوز الركاز، مما يخلق أهدافا كبيرة للاستكشاف، ولا تشمل العناصر التي تشكل هذه الهلوسة المعادن الخام نفسها فحسب، بل تشمل أيضا عناصر متطورة ترتبط بعملية تكوين الخامات.

فعلى سبيل المثال، في الرواسب الذهبية، كثيراً ما تشكل الزرنيخ والانتقال والزئبق حجارة حول معدن الذهب، ويمكن أن يشير اكتشاف تركيزات مرتفعة من عناصر المطوّر هذه إلى قربها من خام الذهب، حتى وإن لم يكتشف الذهب نفسه في العينات.

التفكك الجيوكيميائي الثانوي

ويحدث التفكك الجيوكيميائي الثانوي عندما يُطلق طقوس الصخور المستخرجة من المعادن وتحاتها في البيئة السطحية، ويمكن نقل هذه المعادن من المياه وترسب في التربة ورواسب المجاري، مما يخلق هلوساً ثانوياً يمكن أن يكون أكبر بكثير من الهلوسة الأولية.

إن عينات الرواسب من الرواسب المزروعة هي تقنية استكشافية واسعة النطاق تستفيد من التشت الثانوي، ومن خلال تحليل الرواسب من المجاري التي تستنزف منطقة معدنية، يمكن للأخصائيين الجيولوجيين اكتشاف تركيزات معدنية غير عادية تشير إلى وجود معادن في أعلى المجرى، وتتيح هذه التقنية إجراء استطلاع سريع للمناطق الكبيرة.

الخصائص الجيوفيزيائية للودائع المعدنية

وتحتوي أنواع مختلفة من الرواسب المعدنية على توقيعات جيوفيزيائية مميزة يمكن اكتشافها باستخدام مختلف أساليب المسح الجيوفيزيائي، وتعكس هذه التوقيعات الخصائص المادية للمعادن الخام والصخور المتغيّرة، بما في ذلك قابليتها المغناطيسية، وسلوكها الكهربائي، وكثافتها، وسرعة الزلازلها.

الدراسات الاستقصائية المغناطيسية

تُقيس الدراسات الاستقصائية المغناطيسية التباينات في حقل الأرض المغناطيسي بسبب المعادن المغناطيسية في الصخور والكثير من رواسب الركاز تحتوي على مغناطيسي أو رطبة، وهي معادن مغناطيسية قوية، وودائع النحاس البيرفيزيائي غالباً، ولكن ليس دائماً، تبدو كبؤوس مغناطيسية، مع ظهور الهلوس المتناوب عادةً على أنها خامات المغناطيسية (اليدالية) أو المغناطيسية المفتوحة.

ويمكن إجراء دراسات استقصائية ماغنطيسية من الطائرات، مما يتيح تغطية سريعة للمناطق الكبيرة، ويمكن أن تحدد الخرائط المغناطيسية الناتجة عن ذلك حالات الشذوذ المغناطيسي التي قد تمثل مناطق معدنية أو صخور متغيرة، غير أن تفسير البيانات المغناطيسية يتطلب دراسة دقيقة للسياق الجيولوجي، حيث أن العديد من السمات غير المتصلة بالزراعة يمكن أن تنتج أيضاً شذوذات مغناطيسية.

الأساليب الكهربائية والكهربائية

وتكشف الأساليب الكهربائية والكهربائية عن التباينات في السلوك الكهربائي للصخور، وعادة ما تكون رواسب الكبريتيدات المكثفة شديدة السلوك وتنتج شذوذات كهرومغناطيسية قوية، وهذه الأساليب فعالة بوجه خاص في كشف رواسب أجهزة القياس المحتوية على VMS وغيرها من الهيئات الخامات الغنية بالسلع.

وتستخدم تقنيات الكهرومغناطيسية مختلفة في استكشاف المعادن، بما في ذلك الدراسات الاستقصائية الكهرومغناطيسية المحمولة جوا، والدراسات الاستقصائية الكهرومغناطيسية الأرضية، والدراسات الاستقصائية الاستقطابية المستحثة، ولكل تقنية خصائص مختلفة للاختراق والتسوية، مما يجعلها مناسبة لمختلف سيناريوهات الاستكشاف.

الدراسات الاستقصائية للجاذبية

وتبدو رواسب النحاس الفيزيائيات دائماً تقريباً منخفضة الجاذبية المتوسطة، خاصة إذا كانت الصخرة المضيفة ضعيفة أو ميثمورفية، وهذا يعكس انخفاض كثافة الصخور المتغيّرة مقارنة بالصخور غير الملوّنة، ويمكن أن تساعد الدراسات الاستقصائية للجاذبية على تحديد نطاق مناطق التغيير وتحديد الاقتحامات المدفونة.

تتطلب الدراسات الاستقصائية للجاذبية قياسات دقيقة لميدان الأرض الجاذبية في العديد من المحطات عبر منطقة المسح، ومقاييس الجاذبية الحديثة حساسة للغاية ويمكنها اكتشاف تفاوتات في الكثافة الضئيلة، غير أنه يجب تصحيح بيانات الجاذبية بعناية للآثار الطبوغرافية والاتجاهات الإقليمية لعزل الشذوذ المتصل بالتعدين.

حفظ وتصريف الودائع المعدنية

الرواسب التي نجنيها اليوم تمثل فقط جزء صغير من الرواسب المعدنية التي شكلت في تاريخ الأرض، العديد من الرواسب دمرت بسبب التآكل، مدفونة بعمق شديد على الألغام، أو الميثامورفوس بعد الاعتراف، فهم العوامل التي تتحكم في حفظ الرواسب وتعرضها أمر هام بالنسبة لاستراتيجية الاستكشاف.

التآكل والحفظ

وفي جميع أنحاء منطقة الهانيروزي، تم تشكيل ما يقدر بـ 895 125 من رواسب النحاس الخلاعية؛ غير أن 62 في المائة منها (106 78) قد أزيلت عن طريق رفع مستوى الحوض والتآكل، وبالتالي فإن 38 في المائة (789 47) لا تزال في القشرة، منها 574 رواسب معروفة على السطح، وهذا الإحصاء المثير يوضح أهمية التآكل في تحديد الودائع المتاحة لأغراض الاكتشاف والتعدين.

ويتباين معدل التحات إلى حد كبير حسب المناخ والطبوغرافيا ونوع الصخور، ففي المناطق التي تنشط فيها الكراكتون والتي ترتفع فيها معدلات الغسيل، يمكن أن تكون مرتفعة جدا، ويمكن أن تزيل الرواسب بعد رفعها بفترة وجيزة، وفي المناطق القارية المستقرة ذات المناخ المنخفض والمناخ القاحلة، يمكن الحفاظ على الرواسب لمئات الملايين من السنوات.

إنهاء الاستمارة والتعدين

ونظراً إلى العمق الضحل لتكوين الودائع (1-4 كيلومتراً)، فإن الودائع المحتفظ بها هي في الغالب من قبيل الميزويك وسينوزويك، وإن كانت هناك أمثلة هامة أقدم، ومن الأرجح أن تكون الإيداعات التي تشكل أعمق ضحلة معرضة للتآكل ومتاحة للتعدين، ولكن من المرجح أيضاً أن تتآكل تماماً.

ويؤثر العمق الذي تؤثر فيه أشكال الودائع أيضا على خصائصها، إذ أن الودائع الضحلة عادة ما تكون في درجات حرارة وضغوط أقل، مما يؤدي إلى ظهورات ورموز معدنية مختلفة مقارنة بالودائع الأعمق، ويساعد فهم هذه العلاقات على التنبؤ بأنواع الرواسب التي يمكن العثور عليها في مختلف البيئات الجيولوجية.

دور التكتونيين في إنشاء مناطق التعدين

إن التكتونيات هي الإطار الأساسي لفهم توزيع الرواسب المعدنية في جميع أنحاء العالم، وتخلق مختلف البيئات التكتونية أنواعا مختلفة من الرواسب، وقد أدت حركة لوحات التكتونية عبر الزمن الجيولوجي إلى توزيع مناطق التعدين التي نراها اليوم.

المارجين المتعاون

إن هوامش اللوحات المتطابقة، حيث يتم صقل القشر المحيطي تحت القشرة القارية أو المحيطية، هي الإطار الرئيسي لرواسب النحاس الخليوي، والكثير من الودائع الكارثة، والودائع الذهبية الحرارية، وتستحدث عملية التخضير المياه وغيرها من التقلبات في المعبد، مما يؤدي إلى الانصهار وخلق الماظفر الذي يشكل في نهاية المطاف هذه الرواسب.

وتستضيف جبال الأنديز في أمريكا الجنوبية، التي شكلت بإسقاط قبو ناسكا أسفل قفص أمريكا الجنوبية، العديد من رواسب النحاس في العالم، وتستضيف الولايات المتحدة الغربية، التي كانت هامشاً متجانساً لكثير من الزنزيو والمبكّر، العديد من البورزيائية والود الكارثة الهامة التي تم تكوينها خلال هذه الفترة.

المريخ والسرقات المتوارثة

فالهوامش المتباعدة، حيث تفكك الصفائح التكتونية، هي الإطار الرئيسي لرواسب السفن البحرية، حيث يُنتشر قاع البحر النشط في مرتفعات وسط المحيط، يخلق النشاط البركاني والتداول الحراري الهيدرولوجي اللازم لتشكيل نظام رصد الأرض، كما أن رواسب نظام الرصد العالي القديمة الموجودة على القارات التي تشكلت في أحواض المحيط القديمة أو أحواض القارات الخلفية التي أدمجت منذ ذلك الحين في عمليات قشرية.

ويمكن أيضاً أن تستضيف الشقوق القارية، التي بدأت تفكك القارات، رواسب معدنية هامة، كما أن توسيع وترقية القشرة في أراض الصدع تخلق مسارات لتداول السوائل المغنطسية والحرارية المائية، وبعض رواسب SEDEX ترتبط بأحواض الشق القديمة.

مجموعة الاختراعات

وتتكون بعض الودائع المعدنية في بيئات مائلة، بعيدا عن حدود اللوحات النشطة، وتشمل هذه الودائع المرتبطة بركانية الخرسانة، مثل بعض التطفلات المزودة بطبقات مائية، والودائع التي تشكلت عن طريق تداول الألواح الحوضية، مثل رواسب MVT، وفي حين أن الودائع غير الشائعة في حدود اللوحات، فإن الودائعات التي تُجمع يمكن أن تكون ذات أهمية اقتصادية.

التقنيات الحديثة لاستكشاف الفضاء الخارجي

ويستخدم البحث عن رواسب معدنية جديدة في مناطق التعدين مجموعة متزايدة التطور من التقنيات، ويدمج الاستكشاف الحديث رسم الخرائط الجيولوجية، وأخذ العينات الجيولوجية الكيميائية، وإجراء الدراسات الاستقصائية الجيوفيزيائية، والاستشعار عن بعد، والحفر لتحديد وتقييم الهيئات المحتملة للركاز.

الاستشعار عن بعد ونظام المعلومات الجغرافية

ويمكن للمستشعرات الساتلية والمستنقولة جواً أن تكتشف المعادن المتغيرة والهياكل الجيولوجية فوق المناطق الكبيرة، مما يتيح الاستطلاع السريع للمناطق المرتقبة، وتكشف أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار عن مختلف الملامح: يمكن للمستشعرات المتعددة الأطياف أن تحدد بعض المعادن المتغيرة استناداً إلى خصائصها الطيفية، بينما يمكن لمستشعرات الرادار أن تخترق الغطاء النباتي وكشف السمات الهيكلية.

وتتيح نظم المعلومات الجغرافية دمج مجموعات البيانات المتنوعة، بما في ذلك الخرائط الجيولوجية والبيانات الجيولوجية الكيميائية والدراسات الجيوفيزيائية والصور المستقاة من الاستشعار عن بعد، ويساعد هذا التكامل على تحديد الأنماط والعلاقات التي قد لا تكون واضحة عند دراسة مجموعات البيانات الفردية، ويمكن أن يحدد النموذج الافتراضي باستخدام نظام المعلومات الجغرافية المجالات التي تنطوي على إمكانات كبيرة لاستضافة رواسب غير مكتشفة.

التقنيات الجيوكيميائية

ويمكن للتقنيات الجيوكيميائية الحديثة أن تكشف عن تركيزات منخفضة للغاية من العناصر، مما يتيح تحديد الهوامات الجيوكيميائية الفرعية، ويوفر التحليل المتعدد العناصر معلومات عن الملاءمة الكاملة للعناصر الموجودة، ويساعد على تحديد نوع التعدين وتحديد عناصر تحديد المسارات.

وتتيح أجهزة تحليل الأشعة السينية المحمولة إجراء تحليل سريع لعينات الصخور في الميدان، مما يوفر معلومات فورية لتوجيه قرارات الاستكشاف، ويمكن لهذه المعلومات في الوقت الحقيقي أن تحسن بشكل كبير كفاءة برامج الاستكشاف.

التدريل وأخذ العينات

وعلى الرغم من التقدم المحرز في مجال الاستشعار عن بعد والتقنيات الجيوفيزيائية، لا يزال الحفر ضرورياً لتأكيد وجود التعدين وتحديد درجات الركاز والدونات، كما أن تقنيات الحفر الحديثة تتيح أخذ العينات إلى أعماق عدة كيلومترات، والوصول إلى الودائع التي كان يمكن الوصول إليها في الماضي.

ويجب أن يجري قطع الأشجار وأخذ العينات بصورة منهجية لضمان أخذ العينات التمثيلية وتحديد الودائع بدقة، كما أن النتائج المستخلصة من المثقاب توفر البيانات اللازمة لتقدير احتياطيات ركاز الخام وتخطيط عمليات التعدين.

الاعتبارات البيئية في مناطق التعدين

وتشكل مناطق التعدين، النشطة والتاريخية على السواء، تحديات وفرصا بيئية فريدة، إذ إن فهم التكوينات الجيولوجية والعمليات الجيولوجية الكيميائية في هذه المناطق أمر أساسي لإدارة الآثار البيئية ومعالجة التلوث الناجم عن الإرث.

الألغام المعينة

ويشكل تصريف الألغام للأغراض المعكوسة أحد أهم التحديات البيئية في مناطق التعدين، وعندما تتعرض معادن الكبريتيد للأكسجين والمياه، فإنها تُسجَّل لإنتاج حمض الكبريتيك وإطلاق المعادن المذوفة، ويمكن أن تلوث المياه السطحية والمياه الجوفية هذه المياه الغنية بالمعادن، مما يضر بالنظم الإيكولوجية المائية ويحتمل أن يؤثر على صحة الإنسان.

وتتباين إمكانية استخدام هذه المادة بين أنواع مختلفة من الودائع، كما أن الإيداعات التي تحتوي على كبريتيدات عالية، مثل رواسب الحاسب الآلي وبعض الودائع المخروطية، تشكل مخاطر أكبر من الودائع ذات المحتوى المنخفض من الكبريتيد، كما أن محتوى الكربون من الصخور المضيفة يؤثر أيضا على إمكانية استخدام المبيدات الحشرية، حيث يمكن للمعادن الكربونية أن تبطل حمض.

استراتيجيات الإصلاح

ويستخدم إصلاح المواقع الملوثة في مناطق التعدين استراتيجيات مختلفة تبعا لطبيعة التلوث ونطاقه، ويمكن لنظم العلاج السلبي، مثل الأراضي الرطبة المُنشَّدة، أن تعالج مادة الـ AMD عن طريق تشجيع تهيؤ الفلزات وتحييد الحموضة، وتستخدم نظم المعالجة النشطة إضافة كيميائية لتحييد الحموضة والفلزات المُسبَّبة.

فالمنع أكثر فعالية من حيث التكلفة عموما من الإصلاح، إذ تستخدم عمليات التعدين الحديثة تقنيات مختلفة للتقليل إلى أدنى حد من توليد الألغام المضادة للأفراد، بما في ذلك تخزين النفايات تحت الماء، وتغطية لاستبعاد الأكسجين والمياه من صخور النفايات، ومعالجة مياه المناجم قبل التصريف.

الآفاق والتحديات المستقبلية

وستظل التكوينات الجيولوجية في مناطق التعدين تشكل مصادر أساسية للمعادن للمجتمع، غير أن العثور على رواسب جديدة وتطويرها يواجهان عدة تحديات، منها زيادة عمق الرواسب غير المكتشفة، وانخفاض درجات ركاز الخام، والقيود البيئية والاجتماعية على التعدين.

الاستكشاف في ديبث

وقد تم بالفعل العثور على العديد من الودائع التي يسهل اكتشافها، والودائع القريبة من السطح، وسيركز الاستكشاف المقبل بشكل متزايد على الودائع في أعماق أكبر، مما يتطلب تقنيات استكشاف أكثر تطورا، وحفرا أكثر تكلفة، وسيزداد أهمية الأساليب الجيوفيزيائية التي يمكن أن تكتشف المعادن في عمقها.

Declining Ore Grades

ونظراً إلى أن الرواسب العالية الجودة تستنفد، فإن صناعة التعدين تستغل بشكل متزايد رواسب أدنى درجة، وهذا الاتجاه يتطلب تحسينات في تكنولوجيا التعدين والتجهيز للحفاظ على القدرة الاقتصادية على البقاء، ويمكن أن يساعد فهم الضوابط الجيولوجية على توزيع رتب الخام في تحديد مناطق الركاز الأعلى درجة داخل الرواسب الأقل درجة.

ممارسات التعدين المستدامة

وتطالب المجتمع على نحو متزايد بأن يتم التعدين بطرق مسؤولة بيئيا واجتماعيا، وهذا يتطلب فهما أفضل للكيمياء البيئية لمقاطعات التعدين، وتطوير أساليب تعدين أكثر انتقائية للحد من النفايات، وتحسين تكنولوجيات التجهيز للحد من الآثار البيئية.

التكوينات الجيولوجية المذهلة في مناطق التعدين تمثل ذروة العمليات المعقدة التي تعمل على مدى ملايين السنين من أنظمة النحاس الفيزيائي الهائلة التي تشكلت بواسطة عمليات الحرارة المغنطية إلى التطفل المائي المتطور الذي خلقته بلورة الكسرات، كل نوع من أنواع الودائع يروي قصة فريدة من العمليات الدينامية للأرض، فهم هذه التكوينات ضروري ليس فقط لإيجاد وتطوير موارد معدنية جديدة ولكن أيضاً من أجل إدارة

وللمزيد من المعلومات عن العمليات الجيولوجية واستكشاف المعادن، يرجى زيارة برنامج الموارد المعدنية للمعارف الجغرافية U.S. Geological Survey Mineral Resources Program، ويمكن للمهتمين بمعرفة المزيد عن أنواع محددة من الودائع أن يستكشفوا الموارد في ] Geology for Investors، التي تقدم معلومات مفصلة عن مختلف أنواع الرواسب المعدنية وخصائص التي تخصها.