ZACAMINTE METALIFERE - Zacamintele de substante minerale utile

ZACAMINTE METALIFERE

1. Notiuni introductive

Zacamintele de substante minerale utile sunt corpuri geologice, localizate in scoarta terestra, unde ocupa spatii bine definite si imbraca diverse forme, mai mult sau mai putin regulate. In mare, un zacamant constituie o acumulare naturala de substante minerale utile, exploatabila. Cu alte cuvinte, zacamintele reprezinta concentratii naturale de minerale care, dupa continutul lor calitativ si cantitativ, pot fi utilizate drept combustibili sau materii prime la diverse industrii si satisfac cerinta extragerii si valorificarii in conditii de securitate si rentabilitate economica. Ele se pot delimita sau nu transant fata de rocile gazda inconjuratoare, dupa felul cum sunt sau nu constituite din minerale complet diferite de acestea. In ultimul caz, caracteristic zacamintelor diseminate, suprafata delimitata este suprafata de continut minim exploatabila (fig. 1):

Elementele care definesc un zacamant sunt:

natura substantei minerale utile;

forma si dimensiunile zacamantului;

structura si textura minereului;

procesul genetic de acumulare;

tipul de formare;

pozitia zacamantului in scoarta terestra

Fig. 1- Bloc diagrama printr-un zacamant

1: roca gazda sterila; 2: roca gazda slab impregnata

cu minerale ztile sub limita de exploatabilitate; 3: roca

gazda puternic mineralizata (corp de minereu); 4: supra-

fata cu un continut minim exploatabila

Substanta minerala utila (smu) reprezinta produse naturale folosite ca atare sau prelucrate, formate si acumulate in scoarta terestra prin procese geologice. Dupa continut si utilitate ele pot fi substante:

matalifere;

nemetalifere;

energetice;

hidrominerale

Aceste substante minerale utile (smu) se obtin prin exploatarea agregatelor care le contin (roci si minereuri), din acumularile naturale (zacaminte) si prelucrarea lor (extractie, preparare), dupa necesitate.

Minereul este un agregat natural de minerale care formeaza masa unui zacamant si care constituie o substanta utila sau contine una sau mai multe substante valorificabile. Iata cateva exemple de tipuri de minereu: minereu aurifer, minereu polimetalic, minereu de fier, minereu de aluminiu, minereu de carbune, petrol sau sare. In sens restrans, notiunea de minereu   se refera numai la agregatele de minerale din care se pot extrage unul sau mai multe metale (daca ne referim la minereuri metalifere). In conditiile actuale, cand mineralele utile nemetalifere au o tot mai mare intrebuintare, notiunea s-a extins si asupra lor. Prin urmare, se poate defini notiunea de minereu un agregat de unul sau mai multe minerale din care se pot extrage anumite elemente (metale sau metaloizi) ori minerale necesare industriei, in conditii rentabile.

Dupa numarul elementelor sau mineralelor valorificabile, minereurile pot fi simple sau complexe. Tendinta actuala este ca toate minereurile sa fie valorificate complex, prin recuperarea si a elementelor minore insotitoare, asfel incat minereurile simple sa devina exceptii.

Partile componente ale unui minereu sunt:

minerale utile care constituie sau contin substante de interes economic;

minerale de ganga, adica constituenti fara interes economic ai minereului sau partea sterila (dupa procesul de prelucrare).

Cantitatea unui minereu este apreciata prin continutul sau in elemente sau minerale utile. Denumim continutul unui minereu, proportia in greutate sau volum de substanta utila din minereu, exprimata de regula in procente (%). Exista cazuri (pentru Au, Ag, Pt, elemente rare si disperse) cand acest continut se exprima in g/t sau parti per milion (ppm). Continutul (c) este dat de relatia:

(1)

unde g este cantitea in greutate de elemente sau minerale utile existente in cantitatea G de minereu.

Din punct de vedere al valorificarii, deosebit de importanta este notiunea de continut mediu exploatabil, care reprezinta continutul limita inferior, pentru care exploatarea unui minereu este rentabila. Valoarea continutului minim exploatabil (C_me) se determina prin relatia:

(2)

unde: c_t - cheltuieli totale pentru explorare, deschidere, exploatare, preparare, metalurgie, pentru valorificarea unei cantitati G de minereu cu extractibilitatea h, iar p - pretul de vanzare pe piata mondiala a produsului finit (concentrat, metal in lingouri etc.).

1.1. Structura si textura minereurilor

Aceste notiuni din ce in ce mai dezbatute la ora actuala exprima particularitati morfologice ale mineralelor. Ele sunt determinate de alcatuirea agregatelor minerale constituente si dispunerea lor in spatiu. In general sunt specifice diferitelor tipuri de minereu si mai ales modului lor de formare.

Structura

In general structura unui minereu defineste modul de concrestere intre mineralele unui agregat. Evident ca aceste structuri sunt de o varietate foarte larga. In cele ce urmeaza ne vom rezuma la cateva dintre ele, cele mai reprezentative si cele mai comune. Exista mai multe criterii dupa care sunt clasificate aceste structuri.

A.     Din punct de vedere al formei granulelor minerale

1. structuri granulare (granule minerale simple)

structura panidiomorfa (toate mineralele au contur propriu);

structura panallotriomorf (xenomorfa) - granulele minerale au un contur xenomorf (fara fete cristalografice);

structura hipidiomorfa (granulele au un contur hipidiomorf, adica intre conturul idiomorf si cel xenomorf) - fig. 2.

	Fig. 2 - Structura hipidiomorfa

2. Structuri de intrepatrundere

structura ofitica (apare de obicei in cadrul rocilor vulcanice de tipul

diabazelor) - fig. 3;

	Fig. 3 - Structura ofitica

structura grafic-mirmekitica (din punct de vedere mineralogic si petrografic este vorba despre prezenta cristalelor de sfalerit care apar incluse in cristale de galenit; prezenta cristalelor de blenda in sulfosaruri; prezenta cristalelor de blenda in cristale de calcopirita - fig. 4);

	Fig. 4 - Structura grafic-mirmekitica

structuri de concresteri (dezamestec)

structuri arteritice (un mineral mai vechi este strabatut de alt mineral mai nou sub forma de filonase) - fig. 5;

	Fig. 5 - Structuri arteritice

structuri poikilitice (prezenta intr-un mineral de mari dimensiuni - hadacristal sau fenocristal, a unor minerale de mici dimensiuni - oaspeti, de diverse compozitii mineralogice - fig. 6);

structuri diablastic-dialitice (granule minerale aciculare neorientate care se intrepatrund - fig. 7).

	Fig. 6 - Structura poikilitica
	Fig. 7 - Structura diablastic-dialitica

B.     Din punct de vedere al dimensiunilor granulelor

dimensiuni relative (structuri echigranulare si inechicranulare), adica cristalele au dimensiuni relativ egale si respectiv inegale, discrepante;

dimensiuni absolute (structuri fanerocristaline - se vad cu ochiul liber, microcristaline, criptocristaline - ele se disting numai la microscop si cel putin ultima structura, destul de greu).

C.     Dupa gradul de cristalizare

structura holocristalina (este caracteristica segregarilor ortomagmatice de magnetit, cromit, zacaminte hidrotermale). Ele sunt de fapt structuri granulare - echi - sau inechigranulare; ex: structura porfirica - fig. 8. In fapt aceasta denumire este specifica structurilor complet cristalizate.

	Fig. 8 - Structura porfirica

structuri criptocristaline (amorfe) sau coloidale. Ele rezulta prin depuneri ale substantelor coloidale din solutii hidrotermale de temperatura joasa (ex. pechblenda, pirita-melnicovit);

D.    Alte structuri

structuri relicte (rezulta in urma proceselor de alterare);

structura ocelara  (prezenta in peridotite serpentinizate);

structuri in grilaj (oxidarea galenitului in anglezit-zacamantul Somova, Dobrogea de nord);

structuri metasomatice - schimb de substanta in conditii izochimice, in mediu deschis, fara modificare de volum - ex. zacaminte pirometasomatice si zacaminte hidrotermal-metasomatice);

structuri cataclastice (microclastice si respectiv macroclastice). Este vorba despre zacamintele afectate de puternice transformari in urma proceselor de cataclazare sau milonitizare.

In general minereurile sunt alcatuite din minerale care pot fi:

rigide (cromit, magnetit, pirita, arsenopirita);

ductile (aur, molibden, calcopirita, galenit, grafit).

Textura

Asa cum am mai amintit, textura reprezinta modul de dispunere in spatiu si gradul de umplere a golurilor de catre agregatele minerale. In general, in acest caz se imbina criteriul morfologic cu cel genetic. Din acest punct de vedere este bine de prezentat textura pe grupe genetice de zacaminte.

NOTA: La ora actuala exista cercetatori care aduc argumente ca in fapt, la zacaminte nu poate fi vorba de o textura. In acest context (Lupulescu, 1998) afirma ca in ceea ce priveste aspectele mineralogice ale zacamintelor se poate vorbi numai de structura, fie ca este vorba de gradul de cristalizare, dimensiunile si forma granulelor minerale sau distributia lor in spatiu. Pana cand lucrurile vor fi rezolvate si se va ajunge la un consens, in aceasta carte vom prezenta forma clasica si ne vom referi pentru moment la ceea ce este textura pentru diferitele tipuri genetice de zacaminte.

A.    Zacaminte ortomagmatice

Textura masiva, adica o masa compacta de minerale metalice cu o dispunere intamplatoare (ex. zacamintele de cromit si magnetit).

Fig. 9a - Textura pestrita

Textura diseminata (pestrita) - substanta utila, singenetica cu roca, este dispersata neuniform in masa acesteia. Ea are un aspect particular in textura patata sau de leopard in care apar zone de concentratie mai mare alaturi de zone de concentratie mai mica - fig 9a; 9b.

	Fig. 9b - Textura patata (de leopard)

Textura de impregnatie este caracteristica zacamintelor postmagmatice (hidrotermale si pneumatolitice) in care mineralizatia nu este singenetica cu roca gazda. Cu alte cuvinte, diferenta intre textura diseminata si cea de impregnatie (desi ca aspect sunt aproape identice), este faptul ca la textura de impregnatie, mineralele care apar in roca sunt ulterioare punerii in loc (formarii) rocii gazda.

Fig. 10 - Textura in benzi (rubanata)

Textura in benzi (rubanata sau in slire) este caracteristica printre altele zacamintelor de cromit. Ea se prezinta sub un aspect vargat,

	Fig. 11 - Textura in benzi (slire)

cu o alternanta de minerale inchise si deschise la culoare - fig. 10;11.

Textura nodulara reprezinta concentrarea minereului sub forma de noduli de forma sferica, semisferica sau alungita - fig. 12.

	Fig. 12 - Textura nodulara

Textura brecioasa are un aspect caracteristic din elemente minerale angulare si este prezenta indeosebi la minereurile supuse unei activitati tectonice - fig. 13.

	Fig. 13 - Textura brecioasa

B.     Zacaminte pegmatitice

macrotextura masiva (nu exista nici o regula de aranjare a mineralelor componente).

macrotextura zonara (concentrica sau paralela).

C.    Zacaminte pirometasomatice

Acestea prezinta o gama foarte larga de texturi cu predominarea celor metasomatice (rubanata, tigrata, concretionara, nodulara, in cocarde, in cuiburi).

Fig. 14 - Textura concretionar-concentrica

Textura concretionar - concentrica (orbiculara) consta in paturi alternante de compozitie mineralogica diferita (ex. zacamantul de la Ocna de Fier) - fig. 14.

Fig. 15 - Textura in cocarde

Textura in cocarde - este vorba despre substitutia partiala si zonara a silicatilor cu diferite minerale metalice (ex. granatul este inlocuit de magnetit si pirita) - fig. 15.

D.    Zacaminte hidrotermale

Texturi zonare, adica depuneri ritmice din solutii. Benzile concentrice se dispun in jurul unei mineralizatii mai vechi sau in jurul unor fragmente de brecii (texturi zonare rubanate si respectiv concentrice la zacamintele de la Cavnic si Ilba - zona Baia Mare - fig. 16;17).

Textura de impregnatie, adica prezenta postmagmatica a unor mineralizatii de pirita, calcopirita, aur nativ, galenit in roca gazda - fig. 18.

Textura patata, adica o aglomerare locala de minerale metalice pe roca gazda - fig.18.

Textura in geode - umplerea golurilor captusite cu druze de minerale metalice (este cel mai bun si elocvent exemplu pentru vestitele "flori de mina");

	Fig. 16 - Textura zonara - rubanata

	Fig. 17 - Textura zonara - concentrica
			Textura zonara concentrica

	Fig. 18 - Textura de impregnatie
			Textura de impregnatie

Fig. 19 - Textura aciculara

Textura aciculara - prezenta aciculelor de minerale de aceeasi compozitie minerala (nu este insa obligatoriu) - fig 19.

Textura fibroasa - asa cum arata si denumirea, are un aspect de pasla, fragmentele fibroase de minerale sunt prezente fara o dispozitie anume - fig. 20.

	Fig. 20 - Textura fibroasa

Fig. 21 - Textura oolitica

Textura oolitica - este vorba de prezenta unor oxizi si hidroxizi de fier si aluminiu cu aspect de oolite - fig 21.

Texturi colomorfe - depunerea ritmica a coloizilor minerali in geode;

Alte tipuri de texturi:

ex. concretionar-sferulitica (pechblenda);

mamelonare (melnicovit-marcasita-pirita - zacamantul Herja, Baia Mare);

agatiforme (zacamantul Techereu - Hunedoara);

stalactitice (stalactite formate din sfalerit, pirita, calcit).

Observatii practice

Urmarirea la microscop pe slifuri a principalelor tipuri de structuri si texturi.

Observarea practica macroscopica pe esantioane.