العوامل المؤثرة على تكوين المعادن والخامات المعدنية وتركيبهما الكيميائي

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الثاني

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

المعادن الخامات المعدنية تركيب المعادن الكيميائئ العوامل المؤثرة على تكوين المعادن والخامات علوم الأرض والجيولوجيا

تعني الجيوكيمياء بكمية وتوزيع العناصر والنظائر المختلفة في الأرض، كما تهتم في المقام الأول بطبيعة العمليات التي تؤثر على كمية وتوزيع هذه العناصر.

وبالرغم من وجود العديد من الافتراضات والعمليات حول نشأة وتكوين رواسب الخامات، إلا أنه يعتقد أن الفلزات الثقيلة (Heavy metals) قد تكونت بالترسيب والانفصال من محاليل مائية حارة مصاحبة للمنبثقات الصهيرية، أي أنها رواسب حرمائية (Hydrothermal).

وسوف نناقش في الأجزاء التالية وبالتفصيل هذه الرواسب، حيث تشمل معظم رواسب الخامات الهامة مثل الذهب والفضة وغير ذلك في جميع أنحاء العالمز

 

المعادن والتركيب الكيميائي:

تنقسم المعادن غالباً في رواسب الخامات إلى نوعين: الأول الخام نفسه والثاني المعادن الغثة أو المعادن الدخيلة (Gangue minerals)

ويقصد بالخام المعدن الذي يتم التعدين من أجل استكشافه والحصول عليه، أما النوع الثاني فيشمل المعادن التي تكون مصاحبة للخام نفسه، إلا أنه ليس لها قيمة اقتصادية مثل الخام.

ويلاحظ أن المعدن الواحد قد يكون على هيئة خام في بعض الرواسب، كما قد يكون على هيئة مواد غَثَّةَ في رواسب أخرى ويعتمد ذلك على الكميات المتوافرة من المعدن وإمكانية استقلالها تجارياً والجدوى الاقتصادية من ذلك.

 

والمعادن الشائعة في الرواسب الحرمائية هي الكبريتيدات والأكاسيد والكربونات والسيلكات والمعادن العنصرية. أما الكبريتات والفلوريدات وغيرها فهي نادرة (جدول 1).

 

ويتم عادة تقييم الفلز أي تقدير كمية الفلز المرغوب في استغلاله من الخام، والذي يعبر عنه بالنسبة المئوية.

أما في حالة الذهب فيعبر عنه بالأوقية، وبزيادة تركيز الخام فإنه يتم فصل المعادن الغثة عن الخام بعملية تعرف باسم استخلاص الخامات.

ويلاحظ أن الكثير من العناصر الشحيحة – والتي لا يمكن أن تكون معادن خاصة بها (It's own minerals) نظراً لوجودها بكميات غير كبيرة – يمكن أن تحل محل العناصر الأساسية في المعدن الخام ويستفاد منها كناتج ثانوي هام.

 

وعلى سبيل المثال فإن السفاليريت يعتبر أحياناً المعدن الخام للكادميوم والانديوم والجاليوم، كذلك فإن البيريت يكون أحياناً مصدراً هاماً للكوبلت، والجالينا (PbS) مصدراً للفضة والتاليوم (انظر: التوزيع الجيوكيميائي للعناصر).

ورواسب الخامات تتكون من تركيزات عالية (شاذة) من عناصر معينة تفوق بكثير تركيزاتها في الصخور .

ولكي يكون العنصـر خاماً اقتصادياً فإن درجة التركيز المطلوبة للعنصـر تختلف اختلافاً كبيراً (جدول2) . وهي تخضع لعوامل اقتصادية وأحياناً لعوامل سياسية كثيرة .

 

ومن العوامل المؤثرة على تكوين المعادن والخامات المعدنية ما يلي :

1- درجة تركيز العنصر : 

تلعب درجة تركيز العنصـر في المصدر (صهير مثلاً) دوراً أساسياً في تكوين معدن أو خام . فالحديد مثلاً إذا وجد بتركيزات قليلة فإنه يدخل في تكوين بعض المعادن ، أما إذا زاد تركيزه فإن يكون خام الحديد .

 

2- الظروف الفيزيائية والكيميائية السائدة : 

تلعب الظروف الفيزيوكيميائية كدرجة الحرارة والضغط والأس الهيدروجيني للمصدر دوراً كبيراً في نواتج  التفاعلات الكيميائية التي تؤدي إلى تكوين المعادن والخامات .

 

3- التركيب الكيميائي للصخور المحيطة بالمصدر والظروف البيئية: 

ينتج من حدوث تفاعلات كيميائية بين المصدر وبين الصخور المحيطة به ، تكوين معادن أو خامات معينة . كما أنه في البيئات المؤكسدة تختلف النواتج من المعادن والخامات عنها في البيئات المختزلة .

 

4- المراحل التي يمر بها المصدر (مراحل التبلر ): 

عندما تنتهي المراحل الأولى لتبلور الصهير التي تؤدي إلى انفصال المعادن الأساسية – والتي تعتمد في تكوينها على عناصر أساسية مثل السيليكوم والألومنيوم والكالسيوم – تبدأ مرحلة ثانية ، يكون فيها السائل المتبقي غنياً بالعناصر الشحيحة والنادرة ، التي يحدث لها نوع من التركيز نتيجة انفصال العناصر الأساسية في المرحلة السابقة .

وتتكون الخامات في المراحل المتأخرة أو النهائية بزيادة تركيز هذه العناصر .

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]