Daha çox

16.4: Mineral Ehtiyatlar - Yerşünaslıq


Mineral ehtiyatları, yenilənməz olduğu halda, ümumiyyətlə iki əsas kateqoriyaya bölünür: metal (tərkibində metal) və ya qeyri-metal (digər faydalı materiallardan ibarətdir). Mədənçiliyin əksəriyyəti metal minerallarına yönəldilmişdir. Bəşər cəmiyyətinin irəliləməsinin əhəmiyyətli bir hissəsi, yer üzündən metal verən və bu gün dünyamıza hakim olan maşınlara, binalara və pul sistemlərinə imkan verən bilik və texnologiyaların inkişafıdır. Bu metalların yerləşməsi və bərpası, yarandığı gündən bəri geologiyanın öyrənilməsinin əsas istiqaməti olmuşdur. Dövri cədvəldəki hər bir elementin insan sivilizasiyasında xüsusi tətbiqləri vardır. Metal elementləri bu elementlərin bir çoxunun mənbəyidir.

Mineralların və onların əlaqəli elementlərinin filiz yataqları əmələ gətirmək üçün cəmləşdiyi yolların sayı bu mətndə tam nəzərdən keçirmək üçün çox mürəkkəb və çoxsaylıdır. Bununla birlikdə, bütün karyeralar onların ətrafında qurulur. Bu yataqların daha çox yayılmış növlərindən bəziləri, əlaqəli elementar konsentrasiyaları və dünya səviyyəsindəki hadisələrlə birlikdə təsvir edilmişdir.

Maqmatik proseslər

Magmatik bir cismin kristallaşması və fərqlənməsi (4-cü fəsildə bax) müəyyən mineralların və elementlərin konsentrasiyasına səbəb ola bilər. Laylı müdaxilə (tipik olaraq ultramafikdən mafiyaya qədər) mis, nikel, platin-paladyum-rodyum və xrom ehtiva edən yataqlara ev sahibliyi edə bilər. Montanadakı Stillwater Kompleksi iqtisadi qatlı mafik müdaxiləsinə bir nümunədir [30]. Müvafiq yataq növləri xrom və ya titan-vanadyum ehtiva edə bilər. Dünyadakı ən böyük maqmatik yataqlar Cənubi Afrikadakı Bushveld Magmatik Kompleksindəki xromit yataqlarıdır [31]. Bushveld Magmatik Kompleksinin süxurları, Utah əyalətindən daha böyükdür. Xromit, çökmə qatlara bənzəyən təbəqələrdə olur, ancaq kristallaşan bir magma otağında meydana gəlmir.

Magma kristallaşarkən mineral və kristallara daxil olmayan su və digər uçucu maddələr bu kristallaşan maqmaların kənarları ətrafında cəmləşir. Bu isti mayelərdəki ionlar çox hərəkətlidir və olduqca böyük kristallar yarada bilər. Bir dəfə kristallaşdıqdan sonra bu böyük kristalların kütlələrinə deyilir peqmatitlər demək olar ki, bütün magma gövdəsi kristallaşdıqda kristallaşma sonuna yaxın magma mayeləri konsentrasiyasından əmələ gəlir. Pegmatit gövdələrində əsas magmatik kütlədə üstünlük təşkil edən minerallar (məsələn, kvars, feldispat və mika) ilə yanaşı, berilyum, litium, tantal, niobium və qalay kimi nadir elementləri olan qeyri-adi mineralların çox böyük kristalları da ola bilər. həm də qızıl kimi yerli elementlər [32]. Belə peqmatitlər bu metalların filizləridir.

Qeyri-adi bir magmatik proses a kimberlit boru, bu mantiyada dərinliklərdən səthə ultramafik magmanı nəql edən bir vulkanik kanaldır. Böyük temperaturda və dərinlikdə əmələ gələn almazlar bu yolla minalana biləcəyi yerlərə daşınır. Bu kimberlit (ultramafik) süxurları yerində qoyan proses artıq Yer üzündə yayılmır və bilinən yataqların əksəriyyəti Arxeydir [33].

Hidrotermal Proseslər

Kristallaşan magmatik cisimlərdən yüksələn və ya geotermal gradyanla qızdırılan mayelər müxtəlif mineral yataqları yarada bilən geniş miqyaslı geokimyəvi reaksiyalara səbəb olur. Bu gün ən aktiv hidrotermal proses istehsal edir vulkanogen kütləvi sulfid (VMS) dünyanın hər yerindəki orta okean silsilələri yaxınlığında qara siqaret çəkən fəaliyyətdən əmələ gələn və səthdə aşkar edildikdə mis, sink, qurğuşun, qızıl və gümüş ehtiva edən yataqlar [34]. Bu yataqların ən böyüyü prekambriyen yaşı süxurlarında olur. Arizona'nın mərkəzindəki Jerome yatağı yaxşı bir nümunədir.

Magmadan qızdırılan suyun üzərinə çəkilən başqa bir yataq növü də a porfir depozit. Bu, magmatik faktura ilə qarışdırılmamalıdır, baxmayaraq ki, adı porfir çöküntüsündə magmatik süxurlarda demək olar ki, mövcud olan porfiritik toxumadan götürülmüşdür. Porfir çöküntülərinin bir neçə növü mövcuddur: porfir mis, porfir molibden və porfir qalay. Bunlar çox böyük bir ərazidə ara və felsik müdaxilə süxurları ilə sıx əlaqəli aşağı dərəcəli yayılmış filiz minerallarının olması ilə xarakterizə olunur [35]. Porfir yataqları ümumiyyətlə Yer kürəsindəki ən böyük mədənlərdir. Dünyadakı ən böyük, ən zəngin və bəlkə də ən yaxşı öyrənilmiş mədənlərdən biri, Utah’ın mis, qızıl, molibden və gümüş də daxil olmaqla bir neçə elementin 100 ildən artıq yüksək istehsalına sahib Bingham Kanyonu açıq mədənidir. Birləşdirilmiş yeraltı karbonat əvəzedici yataqlarda qurğuşun, sink, qızıl, gümüş və mis hasil edilmişdir [36]. Bu mədəndə keçmiş açıq mədən istehsalında xalkopirit və bornitdən mis və qızıl üstünlük təşkil edirdi. Qızıl mis tərkibli mineralda az miqdarda olur, lakin geniş miqyaslı istehsal Bingham Kanyonunu ABŞ-ın ən böyük qızıl mədənlərindən birinə çevirir.

Porfir mis yataqlarının əksəriyyəti iqtisadi dəyəri konsentrasiyaya borcludur. supergen zənginləşdirmə. Bunlar hidrotermal hadisə dayandırıldıqdan və filiz gövdəsi qaldırıldıqdan, aşınaraq oksidləşməyə məruz qaldıqdan sonra baş verir [37]. Yatağın üst piritlə zəngin hissəsi yağışa məruz qaldıqda, oksidləşdirici zonadakı pirit, misin xalkopirit kimi mis minerallarından əridən, xalkopiriti hematit və ya goetit kimi dəmir oksidlərinə çevirən son dərəcə turşu vəziyyəti yaradır. Mis, qrunt suları səviyyəsinə və misin çökdüyü azaldıcı mühitə çatana qədər məhlulda aşağıya doğru aparılır və ilkin mis minerallarını ikinci dərəcəli mis tərkibli minerallara çevirir. Xalkopirit (% 35 Cu) bornitə (% 63 Cu) və nəticədə xalkositə (% 80 Cu) çevrilir. Bu zənginləşdirilmiş zona olmasa (mis tərkibində əsas yataqdan 2 ilə 5 qat daha yüksək) porfir mis yataqlarının çoxu iqtisadi olmayacaqdır.

Magmatik bədənə bitişik əhəng daşı və ya digər əhəngli çökmə süxurlar varsa, başqa bir növ filiz yatağı skarn əmanət yarada bilər. Bu metamorfik süxurlar magma mənşəli, yüksək dərəcədə duzlu metalliferli mayelərin karbonat süxurları ilə reaksiya verməsi nəticəsində meydana gəlir, piroksen, amfibol və granat kimi kalsium-maqnezium-silikat minerallarını, həmçinin yüksək dərəcəli dəmir, mis və sink mineralları və qızıl zonalarını yaradır. [38]. Genetik olaraq Bingham Kanyonu yatağını meydana gətirən müdaxilə ilə əlaqəli müdaxilələr, Utahdakı erkən Avropa köçkünləri tərəfindən minalanmış mis-qızıl skarnlar da meydana gətirdi [39; 40]. Dəmir və / və ya sulfid çöküntülərinin metamorfizmi, ümumiyyətlə, istənilən sülfid və ya oksid minerallarından qanqın ayrılmasını çox asanlaşdıran taxıl ölçüsündə artımla nəticələnir.

Çöküntülərin yerləşdiyi yayılmış qızıl yataqlar, pirit kristallarında daxilolma və yayılmış atomlar kimi aşağı konsentrasiyalı mikroskopik qızıldan ibarətdir. Bunlar, müəyyən qaya tiplərində, yəni palçıqlı karbonatlar və əhəngli palçıq daşlarında baş verən aşağı səviyyəli hidrotermal reaksiyalar (ümumiyyətlə diagenez sahəsində) nəticəsində əmələ gəlir. Bu hidrotermal dəyişiklik ümumiyyətlə magma mənbəyindən uzaqdır, lakin yüksək geotermal qradiyenti olan genişlənmiş süxurlarda tapıla bilər. Bu tip yerli qazılmış ən erkən yataq Utahın Oquirrh Dağlarındakı Merkur yatağı idi və 1890-1917 illəri arasında təxminən bir milyon unsiya qızıl çıxarıldı. 1960-cı illərdə bu növ aşağı dərəcəli filizlər üçün siyanürdən istifadə edilən bir metallurgiya prosesi inkişaf etdirildi. . Bu yataqlara da deyilir Carlin tipli yataqlar, çünki Nevadanın Carlin yaxınlığında yayılan yataq, yeni texnologiyanın ilk tətbiq olunduğu yerdir və ilk qəti elmi tədqiqatlar burada aparıldığı üçün [41]. Qızıl, lil kireçli süxurlar ilə reaksiya verən, karbonatı təmizləyən, əlavə keçiricilik yaradan və taxıllar arasındakı məsamə boşluğuna silisium və qızıl daşıyan pirit əlavə edən hidrotermal mayelər tərəfindən təqdim edilmişdir. Betze-Post mədəni və “Carlin Trend” dəki Qızıl Ocağı mədəni Nevadada yayılan qızıl yataqlarının ən böyüyüdür. Bənzər yataqlar, lakin o qədər də böyük deyil, Çin, İran və Makedoniyada tapılmışdır [42].

Magmatik olmayan geokimyəvi proseslər

Maqmanın köməyi olmadan səthdə və ya yaxınlığında baş verən geokimyəvi proseslər də metalları cəmləşdirir, lakin hidrotermal proseslərdən daha az dərəcədə. Əsas reaksiyalardan biri budur redoks Bir sistemdəki mövcud oksigen miqdarı ilə əlaqəli (azaldılma / oksidləşmə qısası) kimya. Bu gün atmosferdə olduğu kimi oksigenin bol olduğu yerlər oksidləşdirici mühit, oksigensiz mühit isə azalma sayılır. Uran çöküntüsü oksidləşmənin azaldılması üçün bir nümunədir. Uran yeraltı su mühitində oksidləşmə prosesində həll olunur və azalma şərtləri ilə qarşılaşdıqda uraninit kimi çökür. Kolorado Yaylası üzərindəki yataqların çoxu (məs., Moab, Utah) bu üsulla əmələ gəlmişdir [43].

Redoks reaksiyalarının yaranmasından da cavabdeh idilər zolaqlı dəmir birləşmələri (BIF),içərisinə qatılmış dəmir oksid (hematit və maqnetit), çəmənlik və şist yataqlarıdır. Bu çöküntülər Yerin tarixinin əvvəllərində atmosfer oksigenləndikcə əmələ gəldi. Dəmir zəngin sularda dövri oksigenləşmə dəmir yataqların yağışına başladı. BIF-lər ümumiyyətlə yaşı prekambriyen olduğundan, ABŞ-da, Michigan’ın yuxarı yarımadasında və Minnesota’nın şimal-şərqindəki bəzi açıq qaya daşlarında var [44].

Çöküntü hövzələrində dərin, şoran, birləşdirən mayelər (məsamə boşluqlarında sıxılmış) yüksək dərəcədə metallaşa bilər. Hövzə sıxılma zamanı xaricə və yuxarıya doğru xaric edildikdə, bu mayelər dəyişdirmə yolu ilə və ya açıq boşluqları (mağaralar, çatlamalar) dolduraraq və məsamə boşluqlarını dolduraraq qumdaşıda qurğuşun və sink çöküntüləri əmələ gətirə bilər. Bunlardan ən məşhuru adlanır Mississippi Vadisi tipi əmanətlər [44]. Karbonatla yerləşdirilən əvəzedici yataqlar olaraq da bilinirlər, 100 ilə 200 ° C temperatur aralığında mayelərdən əmələ gələn böyük qalena və sfalerit (qurğuşun və sink filizləri) yataqlarıdır. Amerika Birləşmiş Ştatlarının Mississippi Çayı Vadisi boyunca meydana gələn hadisələrə görə adlandırılsalar da, dünya miqyasında rast gəlinir.

Çöküntü ilə yerləşdirilən mis qumdaşı, şist və mərmərdə əmələ gələn yataqlar böyük ölçüdədir və onların ehtiyatları porfir mis yataqları ilə müqayisə edilə bilər. Bunlar böyük ehtimalla yüksək keçiricilik qabiliyyətinə malik süxurlardakı yeraltı su mayeləri tərəfindən diagenetik olaraq əmələ gəlmişdir [45]. Tanınmış nümunələr, ərazi əhatə dairəsi> 500,000 Km olan Kupferschieferdir2və Afrikadakı Zambiya Mis Kəməri.

Səthə məruz qalan torpaqların və mineral yataqların dərin və intensiv bir şəkildə aşınması səth çöküntülərinin əmələ gəlməsi ilə nəticələnə bilər. Boksit, bir alüminium filizi, karst topoqrafiyasında və lateritlərdə (yaş tropik mühitlərdə əmələ gələn torpaqlar) qorunur [46]. Torpaqlarda alüminium konsentratları feldispat və magmatik və metamorfik süxurlardakı ferromaqneziya mineralları kimyəvi aşınma prosesinə məruz qalır. Ultramafik süxurların aşınması nikellə zəngin torpaqların meydana gəlməsi ilə, maqnit və hematitin zolaqlı dəmir əmələ gəlməsində aşınması, dəmir tərkibi baxımından asanlıqla çıxarılan qırılan bir mineral olan goetit meydana gəlməsi ilə nəticələnir.

Səthi Fiziki Proseslər

Yer səthində kütləvi israf və ya maye hərəkətinin fiziki prosesi hidravlik çeşidləmə ilə yüksək sıxlıqlı mineralları cəmləşdirir. Bu minerallar axınlarda, çaylarda və çimərliklərdə cəmləndikdə bunlara deyilir yerləşdirici istər müasir qumlarda, istərsə də qədim litləşdirilmiş süxurlarda yataqlar [47]. Yerli qızıl, yerli platin, zirkon, ilmenit, rutil, maqnetit, brilyant və digər qiymətli daşlara yerləşdiricilərdə rast gəlinir. İnsanlar bu təbii prosesi təqlid edərək qızılları qızıl qablaşdırma və qazma kimi mexanikləşdirilmiş vasitələrlə əl ilə bərpa etdi.

Metalik mineral madenciliğinin əsas təsiri, mədən səthinin pozulması, mənzərələrin tullantı axınları ilə örtülməsi və sürətlənmiş eroziya ilə kütləvi israfın artması daxil olmaqla mədənçiliyin özündən gəlir [48]. Bundan əlavə, bir çox metal yatağında tullantı zibilxanalarına qoyulmuş qeyri-iqtisadi bir sulfid mineralı olan pirit var. turşu qaya drenajı (ARD)hava şəraitində. Oksigenli suyun mövcudluğunda, pirit reaksiyası kimi sulfidlər metal ionlarını və hidrogen ionlarını sərbəst buraxmaq üçün kompleks reaksiyalara girərək pH-nı yüksək turşu səviyyəsinə endirirlər. Minalanmış materialların çıxarılması və işlənməsi, materialdakı səth sahəsini həcm nisbətinə nisbətdə artıraraq reaksiyaların təbii olaraq baş verəcəklərdən daha sürətli baş verməsinə səbəb olur. Düzgün idarə olunmazsa, bu reaksiyalar əridilmiş zəhərli metalları daşıya bilən axınların və yeraltı suların şüalarının asidləşməsinə səbəb ola bilər. Əhəngdaşının kalsit və ya dolomit kimi karbonat minerallarının tullantı daşları olduğu mədənlərdə, onların turşu neytrallaşdırma potensialı ARD əmələ gətirmə ehtimalını azaltmağa kömək edir. Bu da təbii bir proses olsa da, həm sulfidlərin əriməsinin, həm də sulfatla zəngin suyun su yollarına süzülməsinin qarşısını almaq üçün mina tullantılarını və tullantıları oksigenli sudan təcrid etmək çox vacibdir. Son onilliklərdə sənaye çirklənmənin qarşısını almaqda böyük addımlar atdı, lakin əvvəlki mədən layihələri hələ də yerli ekosistemlərlə problemlərə səbəb olur.

Qeyri-metal mineral ehtiyatları (sənaye mineralları kimi də bilinir), daha az diqqət alarkən, qədim və müasir cəmiyyət üçün metal minerallar qədər vacibdir. Bunlardan ən təməl tikinti daşıdır. Əhəng daşı, traverten, qranit, şifer və mərmər ümumi tikinti daşlarıdır və əsrlər boyu daşlanır. Bu gün də şiferli çini plitələrindən qranit tezgahlara bina daşları çox populyardır. Xüsusilə saf kireçtaşı zımpara, sement və beton kimi hazırlanır, işlənir və yenidən qurulur. Bəzi metal olmayan mineral ehtiyatlar minerala xas deyil; demək olar ki, hər hansı bir qaya və ya mineraldan istifadə edilə bilər. Buna ümumilikdə məcmu deyilir və betonda, yollarda və özüllərdə istifadə olunur. Çınqıl daha çox yayılmış aqreqatlardan biridir.

Evaporitlər

Evaporit çöküntülər suyun buxarlanmasının suyun hövzəyə doldurulmasını aşdığı Böyük Duz Gölü və ya Ölü dəniz kimi məhdud hövzələrdə əmələ gəlir [49]. Sular buxarlandıqca həll olunan minerallar cəmlənir və həddindən artıq doymuş olur və bu anda indiki dərəcədə duzlu sulardan çökür. Bu şərtlər uzun müddət davam edərsə, qalın duz və qaya gips və digər mineral maddələrin yığılması mümkündür (bax. Fəsil 5).

Halit kimi buxarit mineralları yeməklərimizdə adi xörək duzu kimi istifadə olunur. Duz, qida qoruyucu kimi soyudulmadan əvvəl həyati əhəmiyyətli bir iqtisadi qaynaq idi. Hələ də qidada istifadə olunarkən, indi əsasən kimyəvi maddələr, su yumşaldıcı və ya yollar üçün buz kimi istifadə olunur. Gips, alçıpanların əsas komponenti olan bir tikinti materialı kimi istifadə olunan yayılmış qeyri-metal mineraldır. Həm də gübrə kimi istifadə olunur. Digər evaporitlərə kənd təsərrüfatı, tibb, qida emalı və digər sahələrdə istifadə olunan sylvite (kalium xlorid) və bişofit (maqnezium xlorid) daxildir. Potasyum, yüksək səviyyədə həll olunan potasyum tərkibli buxarit minerallarının bir qrupu, gübrə kimi istifadə olunur. Hiperarid yerlərdə daha nadir və daha mürəkkəb buxaritlər, boraks, trona, üleksit və hankitit kimi maddələr tapılır və minalanır. Searles Dry Lake və Death Valley, California kimi yerlərdə və Utah və Wyoming-in Yaşıl Çay Formalaşmasının qədim evaporit yataqlarında tapıla bilər.

Fosforlu

Fosfor, ümumi magmatik süxurlarda az miqdarda olan mineral apatitdə meydana çıxan vacib bir elementdir. Okeandakı çökmə mühitlərdə əmələ gələn fosforit qayası [50] bol apatit ehtiva edir və gübrə çıxarmaq üçün minalanır. Fosfor olmadan bildiyimiz kimi həyat mümkün deyil. Fosfor sümüyün əsas tərkib hissəsidir və DNT-nin əsas hissəsidir. Sümük külü və guano təbii fosfor mənbəyidir.

İstinadlar

30. Boudreau, A. E. Stillwater Kompleksi, Montana - Baxış və uçucu maddələrin əhəmiyyəti. Mineralogical Magazine 80, 585–637 (2016).

31. Willemse, J. Dünyadakı magmatik filiz yataqlarının ən böyük anbarı olan Bushveld Magmatik Kompleksinin geologiyası. İqtisadi Geologiya Monoqrafiyası 4, 1–22 (1969).

32. London, D. & Kontak, D. J. Granitic Pegmatites: Scientific Wonders and Economic Bonanzas. Elementlər 8, 257–261 (2012).

33. Arndt, N. T. Fəsil 1 Archean Komatiites. in Prekambrian Geologiyasındakı inkişaflar (red. K.C. Condie) 11, 11-44 (Elsevier, 1994).

34. Barrie, C. Volkaniklə əlaqəli kütləvi sulfid yataqları: müasir və qədim şəraitdəki proseslər və nümunələr. (1999). Mövcuddur: https://www.researchgate.net/profile/Michael_Perfit/publication/241276560_Geologic_petrologic_and_geochemical_relationships_between_magmatism_and_massive_sulfide_mineralization_along_the_eastern_Galapagos.b7_flin_fxxxxnxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxnch xxxxxxxxxxxxxxx (Erişildi: 2 İyul 2016)

35. Richards, J. P. Porhyry Cu- (Mo-Au) Depozitinin formalaşması üçün tektono-maqmatik prekursorlar. Ekon. Geol. 98, 1515–1533 (2003).

36. Hawley, C. C. Kennecott hekayəsi: Üç Mina, Dörd Kişi və Yüz İl, 1887-1997. (University of Utah Press, 2014).

37. Ague, J. & Brimhall, G. H. Sabit maye axınının geokimyəvi modelləşdirilməsi və porfir mis yataqlarının supergen zənginləşdirilməsi zamanı kimyəvi reaksiya. Geol. 84, 506–528 (1989).

38. Einaudi, M. & Burt, D. M. Giriş; skarn çöküntülərinin terminologiyası, təsnifatı və tərkibi. Geol. 77, 745–754 (1982).

39. Bromfield, C. S., Erickson, A. J., Haddadin, M. A. & Mehnert, H. Potasyum-argon müdaxilə, ekstruziya və əlaqəli filiz yataqları, Utah, Park City mədən bölgəsi. Geol. 72, 837–848 (1977).

40. James, L. Geologiya, filiz yataqları və Utahdakı Salt Lake County, Big Cottonwood Mədən Bölgəsinin tarixi. (Utah Geoloji və Mineral Tədqiqatı, Utah Təbii Sərvətlər Departamenti, 1979).

41. Hofstra, A. & Cline, J. S. Karlin tipli qızıl yataqları üçün xüsusiyyətlər və modellər. İqtisadi Geologiyada rəylər 13, 163–220 (2000).

42. Rui-Zhong, H., Wen-Chao, S., Xian-Wu, B., Guang-Zhi, T. & Hofstra, A. Çində Carlin tipli qızıl yataqlarının geologiyası və geokimyası. Mədənçi. Depozit 37, 378–392 (2002).

43. Lehmann, I. P ’, Publ. Bur. Centr. Seysm. İnternat. Serie A 14, 87–115 (1936).

44. Klein, C. Dünyadakı bəzi Prekambriya zolaqlı dəmir formasiyaları (BIF): Yaşları, geoloji quruluşları, mineralogiyası, metamorfizmi, geokimyası və mənşəyi. Am. Mineral. 90, 1473–1499 (2005).

45. Hitzman, M., Kirkham, R., Broughton, D., Thorson, J. & Selley, D. Çöküntüdə Yerləşən Stratiform Mis Cövhər Sistemi. Geol. 100-cü, (2005).

46. ​​Bardosy, G. & Aleva, G. Laterit boksitlər. 27, (Elsevier Science Ltd, 1990).

47. Cabri, L. J., Harris, D. & Weiser, T. W. Mineralogiya və dünyanın platin qrupu mineral (PGM) plaser yataqlarının paylanması. Kəşf edin. Min. Geol. 2, 73–167 (1996).

48. Nuss, P. & Eckelman, M. Metalların həyat dövrünün qiymətləndirilməsi: elmi bir sintez. PLOS One 9, e101298 (2014).

49. Gordon, W. Panerozoy evaporit yataqlarının eninə görə paylanması. J. Geol. 83, 671–684 (1975).

50. Delaney, M. L. Dəniz çöküntülərində fosfor yığılması və okean fosfor dövrü. Qlobal Biyogeokimya. Velosipedlər 12, 563–572 (1998).


New Mexico & # 039s geologiyası və təbii ehtiyatlarının interaktiv xəritəsi

New Mexico Geologiya və Mineral Ehtiyatlar Bürosunun New Mexico interaktiv xəritəsi, ştatın geologiyası və təbii ehtiyatları haqqında çox sayda məlumat verir:

  • Səth və qaya geologiyası bir neçə miqyasda
  • Mineral ehtiyatlar, xüsusən də asbest və uran
  • Neft və qaz ehtiyatları
  • Kömür mədəni yerləri
  • Suyun keyfiyyəti və yeraltı su səviyyələri
  • İsti bulaqlar və quyular

Xəritə, istifadəçilərə bir-birinin üstünə örtülə bilən bir çox təbəqə, o cümlədən bölgələr və konqres bölgələri kimi coğrafi olmayan təbəqələr seçməyə imkan verir. Bunu etməklə, istifadəçilər fərqli xüsusiyyətlərin cəmiyyətləri ilə nə qədər əlaqəli və əlaqəli olduğunu görə bilərlər. Əlavə məlumat üçün bağlantılar mövcuddur və məlumatlar daha çox istifadə və analiz üçün yüklənə bilər.


Zhao, P. D., 1982. Geoloji Cisimlərin Riyazi Xüsusiyyətləri haqqında. Yer Elmi, 7 (1): 145–155 (Çin dilində İngilis Özeti ilə)

Zhao, P. D., 1992. Mineral yataqlarının statistik proqnozlaşdırılması üçün nəzəriyyələr, prinsiplər və metodlar. Riyazi Geologiya, 24 (6): 589-595. https://doi.org/10.1007/bf00894226

Zhao, P. D., 2007. Kəmiyyət miqdarında mineral proqnoz və dərin mineral kəşfiyyat. Yer Elm Sərhədləri, 14 (5): 1–10 (Çin dilində İngilis Özeti ilə)

Zhao, P. D., Chen, J. P., Chen, J. G., 2001. Minerallaşmanın müxtəlifliyi və filiz yataqlarının spektri haqqında. Yer Elmi, 26 (2): 11–117 (Çin dilində İngilis Özeti ilə)

Zhao, P. D., Chen, Y. Q., 2021. Rəqəmsal Geoscience və Kəmiyyət Kəşfiyyat. Earth Science jurnalı, 32 (2): 269-275. https://doi.org/10.1007/s12583-021-1440-0

Zhao, P. D., Chen, Y. Q., Zhang, S. T., et al., 2019. Cövhəri Formalaşdıran Geodinamikanın Arxa Planı, Böyük-Böyük Lay Əmanətlərinin Kəmiyyət Qiymətləndirilməsi. Geoloji Nəşriyyat, Pekin (Çin dilində)

Zhao, P. D., Chi, S. D., 1991. Geoloji Anomaliyanın İlkin Görünüşü. Yer Elmi, 16 (3): 241–248 (Çin dilində İngilis Özeti ilə)

Zhao, P. D., Wang, W. L., Li, Z. J., 1983. Mineral yataqları üçün statistik proqnoz nəzəriyyəsi və təcrübələri. Yer Elmi, 22 (4): 106–121 (Çin dilində İngilis Özeti ilə)


16.4 Buzlaq çöküntüsü

Pleistosen buzlaqları dövründə daşınan və çökən çöküntülər Kanadada və ABŞ-ın şimal hissəsində çoxdur. Bunlar əhəmiyyətli tikinti materialları mənbəyidir və yeraltı su anbarları kimi dəyərlidir. Hamısı demək olar ki, birləşdirilmədikləri üçün kütləvi israf üçün əhəmiyyətli təsirləri var.

Şəkil 16.4.1 Şimali Amerikadakı ən böyük buzlaq olan Alyaskanın cənub-şərqindəki Berinq Buzlaqının bir hissəsi. Bu mənzərənin mərkəzində təxminən 14 km məsafədədir.

Şəkil 16.4.1 çöküntülərin daşınması və çökməsi yollarını göstərir. Berinq Buzlağı Şimali Amerikadakı ən böyüyüdür və əksəriyyəti Alyaskada olsa da, cənub-qərbi Yukon-a uzanan buz sahəsindən axır. Buzun səthi qismən və ya bəzi hallarda ətrafdakı dik qaya üzlərindən düşmüş qayalıq dağıntıları ilə örtülmüşdür. Bir neçə yerdən buzlaqdan çıxan, çöküntüləri quruya, Vitus gölünə və birbaşa okeana tökən palçıqlı çaylar var. Çöküntülərini gölə tökən çirkli aysberqlər var. Bu mənzərədə görünmür, buzun altında hərəkət edən çöküntülər var.

Şəkil 16.4.2 Buzlaşma ilə əlaqəli müxtəlif çöküntülərin təsviri. Buzlaq en kəsiyində göstərilir.

Buzlaq mühitlərdə çöküntülərin əmələ gəlməsi və hərəkəti Şəkil 16.4.2-də şematik olaraq göstərilmişdir. Ümumiyyətlə buzlaq buzunun üzərində, içərisində və ya altında daşınmasına görə təsnif edilən bir çox buzlaq çöküntü növü vardır. Buzlaq mühitdə olan çöküntülərin əsas növləri aşağıda təsvir edilmişdir.

Supraglacial (buzun üstündə) və susuz (buzun içərisində) hərəkətsiz bir buzlaqın ərimə cəbhəsindən sürüşən çöküntülər, çeşidlənməmiş çöküntülərin bir silsiləsini meydana gətirə bilər. terminal morena . Buzlağın ən irəliləməsini təmsil edən son morena a son morena . Supraglacial və englacial çöküntülər buz əridikdə də çökə bilər. Buzlu buzla daşınan və çökən çöküntülər olaraq bilinir qədər .

Subqlasial çöküntü (məsələn, mənzil qədər ) buz altında yatan qayadan aşınmış və buzla hərəkət etdirilən materialdır. Lil və gil nisbətən yüksək nisbətdə daxil olmaqla geniş bir taxıl ölçüsünə malikdir (başqa sözlə, zəif çeşidlənmişdir). Daha böyük hissələr (çınqıllardan ölçülü daşlara qədər) aşınma ilə qismən yuvarlaqlaşmağa meyllidir. Yataq otağı buzlaqın altında yaxşıca sıxılmış çöküntü təbəqəsi kimi əmələ gəlir və qalınlığı bir neçə santimetrdən bir neçə metrə qədərdir. Yaşayış yeri normal olaraq yataqdadır. Bir nümunə Şəkil 16.4.3a-da göstərilmişdir.

Şəkil 16.4.3 Buzlaqlara qədər nümunələr: a: Athabasca Buzulunun ön hissəsindən, Alberta b: Horstman Buzlağına qədər ablasyon, Blackcomb Dağı, BC.

Supraglacial çöküntülər, ilk növbədə yuxarıdakı qayalıq yamaclardan buzun üzərinə düşmüş dondurma və ərimiş aşınmış materialdan əldə edilir. Bu çöküntülər əmələ gəlir lateral moraines (Şəkil 16.0.1) və iki buzlaqın qovuşduğu yer, medial moraines . (Şəkil 16.3.4-də Aletsch Buzlaqında orta morenlər görünür.) Bu materialın çoxu buz əriyəndə yerə çökür və buna görə də deyilir ablasiya qədər , qalmağına qədər çox az qum, lil və gil olan incə və qaba bucaqlı qaya parçalarının qarışığı. Bir nümunə Şəkil 16.4.3b-də göstərilmişdir. Supraglacial çöküntülər buzlaq gövdəsinə daxil olduqda, enlik çöküntülər kimi tanınır (Şəkil 16.4.2).

Soğuk ərazilərdə və buzlaq irəlilədikdə belə buzlaqın səthində, içərisində və dibində kütləvi miqdarda su axır. Sürətindən asılı olaraq bu su müxtəlif ölçülü çöküntüləri hərəkət etdirə bilər və bu materialın böyük hissəsi buzlaqın aşağı ucundan yuyulur və yuyulmuş çöküntülər kimi çökür. Bu çöküntülər geniş bir mühitdə toplanır proqlasial bölgə (buzlaq qarşısındakı sahə), əksəriyyəti flüvial mühitlərdə, bəziləri göllərdə və okeanda. Glaciofluvial çöküntülər normal flüvial mühitdə çökən çöküntülərə bənzəyir və lil, qum və çınqıl üstünlük təşkil edir. Taxıllar orta dərəcədə yaxşı yuvarlaqlaşmağa meyllidir və çöküntülər buzlaq olmayan axınlardan əmələ gələnlərə bənzər çöküntü quruluşlarına (məsələn, yataq dəstləri, çarpayı yataq örtükləri, palçıq qarışıqlığı) malikdir (Şəkil 16.4.4a və 16.4.4b).

Şəkil 16.4.4 Qlazioflyuvial çöküntülərə nümunələr: a: Comox, Quadra Qum Formasiyasının glaciofluvial qumu, B.C. b: glasioflyuvial çınqıl və qum, Nanaimo, B.C.

Böyük bir proqlasial çöküntü düzənliyinə a deyilir sandur (a.k.a. an yuyulma düzü ), və bu ərazidə buzlaqflyuvial çöküntülər onlarca metr qalınlığında ola bilər (şəkil 16.4.5). Bir buzlağın geri çəkildiyi hallarda, bir buz bloku əsas buz təbəqəsindən ayrılıb sonra buzlaqoflyuvial çöküntülərə basdırıla bilər. Buz bloku nəhayət əriyəndə a kimi tanınan bir depressiya meydana gəlir çaydan və bu su ilə doldurulursa, a kimi tanınır çaydan gölü (Şəkil 16.4.6).

Şəkil 16.4.5 İslandiyadakı Vatnajokull Buzlaqının qarşısındakı bir sandurun bir hissəsi. Sandur çox onlarla km uzanır. Burada bir axın qismən aşındırıldı (görünmür). Şəkil 16.4.6 M.Ö.-nin Osoyoos ərazisindəki üzüm bağları və meyvə bağları arasında çaydanlıq gölü. Şəkil 16.4.7 Kanadanın şimalındakı Laurentide Ice Sheet-in altında əmələ gələn bir eskerin bir hissəsi.

Buzlaq altında bir axın buz içərisində öz kanalını yaradacaq və axın tərəfindən daşınan və çökən çöküntülər həmin kanalın içərisində əmələ gələcək. Buz geri çəkildikdə, çöküntü bir olaraq bilinən uzun bir sinute silsiləsi meydana gətirmək üçün qalacaq esker . Eskerlər ən çox kontinental buzlaşma yerlərində yayılmışdır. Hündürlüyü bir neçə metr, eni on metr və uzunluğu on kilometr ola bilər (şəkil 16.4.7).

Yuyulma axınları ümumiyyətlə proqlasial göllərə axır glasiolakustrin çöküntüləri yatırılır. Bunlarda lil və gil ölçülü hissəciklər üstünlük təşkil edir və ümumiyyətlə millimetr miqyasında laminatlanır. Bəzi hallarda, dəyişir develop varves, fərqli yay və qış təbəqələri olan bir sıra çarpayılardır: ərimə axıdılması yüksək olduqda yayda nisbətən kobud və axıdılma çox az olduqda, qışda daha incədir. Buzlaqları proqlasiyal göllərdə yaygındır və onların əksəriyyətində müxtəlif ölçülü məkan çöküntüləri var. Bergs əridikcə sərbəst buraxılan paltarlar dibə batır və buzluaklakstrin qatlara daxil edilir. daşları burax (Şəkil 16.4.8a).

Proqlasial göllərdə baş verən proseslər, buzlaqın okeanda bitdiyində də ola bilər. Orada çökən çöküntülərə deyilir buzlaqmarin çöküntüləri (Şəkil 16.4.8b).

Şəkil 16.4.8 Sakit suda əmələ gələn buzlaq çöküntülərinə nümunələr: a: damla daşı olan glaciolacustrine çöküntü, Nanaimo, B.C. və b: lamine edilmiş buzlaqmarin çöküntüsü, İngilis çayı, M.Ö. Bu fotoşəkildə görünməməsinə baxmayaraq, glaciomarine çöküntüsünün dəniz qabığı fosilləri var.

Məşq 16.4 Buzlaq çökmə mühitlərini müəyyənləşdirin

Bu fotoşəkildə Alyaskadakı Berinq Buzluğu (Şəkil 16.4.1 ilə eyni) əks olunmuşdur.

Bu ərazidə çox müxtəlif növ buzlu çöküntülər çökməkdədir. Aşağıdakı depozit növlərini harada tapacağınızı müəyyənləşdirin:

  1. Glaciofluvial qum
  2. Yaşayış yeri
  3. Damla daşları olan glaciolacustrine gil
  4. Ablasiya qədər
  5. Glaciomarine lil və gil

Media əlavələri

  • Şəkil 16.4.1: NASA Earth Rəsədxanasının & # 8220Bering Glacier & # 8221. İctimai domen.
  • Rəqəmlər 16.4.2, 16.4.3, 16.4.4, 16.4.5, 16.4.6, 16.4.8: © Steven Earle. CC BY.
  • Şəkil 16.4.7: Morainal düzənlikdə sorğu & # 8221 © Kanada Torpaq Məlumat Xidməti (CANSIS). Kommersiya məqsədli olmayan çoxalma üçün təsdiq edilmişdir.
  • Şəkil 16.4.9: NASA Earth Rəsədxanasının & # 8220Bering Glacier & # 8221. İctimai domen.

buzlaq içərisində, xüsusilə buzlaq buzunun içərisində daşınan çöküntüdən bəhs olunur

və buzlaqın ən irəliləməsini göstərən morenanı bitir

bir buzlaqın qabağında yığılan çöküntü yatağı

çeşidlənməmiş çöküntü daşınır və buzlaq buzu ilə çökür

bir buzlaq bazasında yığılan və adətən çox miqdarda dənli ölçülərə (gil daxil olmaqla) çöküntü və yaxşı sıxılmışdır

bir vadinin və ya alp buzlağının kənarında, əsasən materialın yuxarıdakı dik yamaclardan dondurulması və əriməsi nəticəsində əmələ gələn qayalıq material yatağı

iki buzlaqın qovuşduğu nöqtədə bir vadi buzlaqının mərkəzinə doğru sürüşdürülmüş yanal morena

buna qədər dəlik və supraglacial çöküntülər çökəndə əmələ gələn buz əridiyi üçün əmələ gəlir.

bir buzlunun qarşısındakı əraziyə işarə edir

bir buzlaqdan əmələ gələn bir axından çökən çöküntülərə işarə edir

buzlaqdan axan çayların qoyduğu geniş qum və çınqıl bölgəsi (yuyulmuş düzənliklə eyni)

buzlaqdan axan çayların qoyduğu geniş qum və çınqıl bölgəsi (sandurla eynidir)

nəhayət çöküntü ilə əhatə olunmuş qapalı buz bloku əriyəndə böyük bir buzlaqın qarşısında əmələ gələn bir çökəklik

çaydanın içərisində əmələ gələn bir göl

alt buzlaq axını ilə çökən bir çöküntü silsiləsi

buzlaq mühitində bir gölün içərisinə yığılmış çöküntülərdən bəhs edir

çöküntülər içərisində bir il çökməsini təmsil edən tanınan bir təbəqə

su hövzəsində üzən buzdan düşmüş başqa bir şəkildə incə dənəli çöküntü içərisində olan bir qaya parçası

buzlaq mühitində okean içərisinə çökən çöküntülərdən bəhs edir


Bizi izlə

Son Mineral Resurs nəşrimiz:

CGS geoscientists conduct mineral resource studies to identify and describe the rocks and minerals associated with these resources. We study mineral deposits to support land use planning and development of these resources. Some of our projects are currently focused on critical mineral deposits, aggregate, and other industrial mineral resources. Our older publications that are still used today are being converted to digital formats. GIS data downloads and interactive maps associated with some of our more recent and older studies are included in the GIS Data tab. Results of these studies are available for download on our publications page. The Publications tab on this page includes some of our minerals publications dating back to the beginning of the 20th century.

Mineral resource information is also provided to the general public, teachers, state agencies, federal agencies, and private companies through public requests. The CGS answers email and phone requests for information about a minerals from a large variety of public and private entities. We also have recently provided mineral resource information to several state and federal entities including the Colorado Division of Homeland Security and Emergency Management, Colorado Office of the State Auditor, Colorado State Land Board, US Bureau of Land Management, and the US Geological Survey. The state’s mineral and energy commodity production, prices, value, exploration, mineral resource issues, and severance tax trends are presented annually in our Mineral and Energy Industry Activities (MEIA) report (IS-82 Colorado Mineral and Energy Industry Activities 2018-2019). This report also provides historic commodity production and price trends.

ON-007-01 — Aggregate Resources of Colorado — Includes information from CGS sand, gravel, and quarry aggregate publications for most of the Front Range counties, Garfield County, as well as a statewide map of older quarry locations. Also includes locations and ratings of these potential resources to assist with land use planning and resource development.

ON-007-02 — Colorado Historic Coal Mines — A compilation of all known coal mining operations in Colorado between 1864-2002: (IS-64 Historic Coal Mines of Colorado). Of the 1,700+ coal mines reported, about 90% have location data that are included on the IS-64 map. Locations include point location data and the estimated extent of the undermined areas from historic maps if available.

ON-007-03M — Mineral Resource Potential Derivative Map — Mineral resource derivative maps using 7.5-minute quadrangles published under the current CGS STATEMAP geologic mapping program. These maps show the general location and mineral potential rating of select aggregate and industrial mineral deposits by geological unit as mapped during the STATEMAP program. The maps are created from these geological maps and historic mining/quarry information to provide a general rating as to their potential for containing select mineral resources. Potential mineral resources include sand and gravel, decomposed granite, crushed stone, clay/claystone/shale, fluorspar, gypsum, limestone and dolomite, dimension stone, and others. Derivative maps are generalizations of detailed geological information that are used to assist non-geologists with evaluating complex geological information. For more about geologic mapping and what the information is used for, see our RockTalk on the subject.

ON-007-05 — StoryMap: Colorado Aggregate Resources – Geology and Industry Overview — Integrates maps, text, and photos about the location and geology of sand, gravel, and quarry aggregates in the state. Includes a description of aggregates, what they are used for, where they are found, how and why the location of these deposits are important to land-use planning, and the general geology of sand, gravel, and rock quarry aggregates.

ON-007-07 — Reconnaissance of Potential Sand Sources in Colorado for Hydraulic Fracturing — Includes data on the two plates included in: RS-47 Reconnaissance of Potential Sand Sources in Colorado for Hydraulic Fracturing. Data from over 800 sample locations across the state include photos of each sample location, photomicrographs of samples, geologic descriptions, estimates of rounding and sphericity, estimates of quartz content and friability, mineralogy, sieve results, and resource ratings.

ON-007-08D — Historic Metal Mining Districts of Colorado (Data) – v20201112 — This data download includes a compilation of individual mining district reviews, organized by county, as well as GIS shapefiles of all districts.

ON-007-08M — Historic Metal Mining Districts of Colorado (Map) – v20201112 — This GIS map includes the most current information for this project.

ON-B-40D — Radioactive Mineral Occurrences of Colorado and Bibliography — This data download includes locations and descriptions of over 2,000 radioactive mineral occurrences in Colorado. Originally published as CGS (B-40 Radioactive Mineral Occurrences of Colorado and Bibliography), locations on the original plates were combined with the information provided in the text document to create a comprehensive spreadsheet, electronic bibliography, county summary document, and GIS data download. Information includes the original mine name, location notes, mine development information, production, background radiation measurements, host rock types, alteration, mineralogy, structure, and references.

ON-B-40M — Radioactive Mineral Occurrences of Colorado and Bibliography — Includes descriptions and the locations of over 2,000 radioactive mineral occurrences in Colorado. Originally published as CGS Bulletin 40 (B-40 Radioactive Mineral Occurrences of Colorado and Bibliography), locations on the original plates were combined with the information provided in the text document to create this informative map. Location information includes the original mine name, location notes, mine development information, production, background radiation measurements, host rock types, alteration, mineralogy, structure, and references. See ON-B-40D for data associated with this map including county summary text, a spreadsheet, and the GIS data files.

ON-OF-78-08M — Select Geological Logs Associated with Coal Resources, Denver and Cheyenne Basins, Colorado — Scanned images of geophysical and lithology logs with rock descriptions for more than 500 locations drilled in the 1960s during coal exploration of these two basins. Useful for geologic mapping, mineral and groundwater resource evaluations, and for land-use reviews.

Annual Colorado Mineral and Energy Industry Activity report — This annual report covers all aspects of mining and extraction in Colorado. This report includes current and historical data for oil, natural gas, molybdenum, gold, uranium, and other commodities produced in the state. Data includes production, prices, tax revenue and distribution, and other mining related subjects relative to Colorado. The following are links to these reports by year: 2018-19 — 2017-18 — 2016-17 — 2015-16 — 2014-15 — 2007

County-wide geology and mineral resource publications — Comprehensive county reports describing the geology, mineral resources, and historic mining for the following counties were completed by the CGS: Gunnison, Lake, Mesa, Moffat, Park, and Saguache. These publications also include compilation geologic maps of each county.

Detailed county-based mineral resource surveys of properties owned by state and managed by the Colorado State Land Board (SLB) — In 1998 the SLB requested that the CGS begin an inventory of the mineral and mineral resource potential on the 4,000,000+ acres of state trust lands. This project proceeded on a county-by-county basis beginning with Phillips County in 1999 and culminating with Baca County in 2003.

Metal deposit publications — Several publications listed in the bibliography below include information about the geology and economics of metal deposits of Colorado. For a summary of metal occurrences, descriptions, and notes about their economic potential see the map and document provided in CGS publication MS-28. Also, MI-01, MI-03, and MI-07 all provide historic summaries of mining in Colorado. The CGS has two comprehensive reports about the location and history of gold and gold placer deposits in Colorado: Gold Occurrences of Colorado and Gold Panning and Placering in Colorado: How and Where.

The following is a bibliography of CGS publications related to energy and mineral resources (as of 2018):

Additional resources associated with mining and mineral resources in Colorado are provided below.

Prospecting — Determining the land status is one of the most important parts of prospecting. Counties can provide more specific information on land ownership. Prospecting in Colorado should not be done on private lands without consent of the property owner. Prospecting on federal land is regulated by the U.S. Bureau of Land Management and U.S. Forest Service. The BLM and the Colorado Division of Reclamation, Mining and Safety (DRMS) can answer questions about staking claims, mine permitting, and other information about land status. The Colorado State Land Board manages the state-owned surface and mineral properties.

Colorado Department of Local Affairs — Provides data on federal mineral lease revenue distributed to Colorado counties.

Historic annual mining reports — Reports about mining in the state from the late-19th century to 1965 are maintained by the Colorado State Publications Library.

U.S. Bureau of Land Management — Information about mining on federal lands. The U.S. Bureau of Land Management (BLM) also provides specific information about prospecting and how to establish a mining claim. The BLM Royal Gorge Field Office recently (2018) published a mineral potential report for the eastern half of Colorado.

U.S. Energy Information Administration — Energy (coal, natural gas, nuclear, oil) statistics for Colorado and the U.S.

U.S. Geological Survey (USGS) — Mineral resources program. Specific information about individual commodities are updated in the USGS annual commodity reports. The USGS also provides an online map of their historic Mineral Resources Data System (MRDS). A more recent program, named USMIN, was established by the USGS to provide an updated mineral deposit database for the U.S. The USMIN project also provides a digital download of prospect and mine-related symbols that were digitized from topographic maps.

Mindat.org — the world’s largest open database of minerals, rocks, meteorites, and the mineral localities.

Russell L. & Lyn Wood Mining History Archive (at the Arthur Lakes Library, Colorado School of Mines) — established in 1995 through the generous donations of former Mines Board of Trustees member Russell L. Wood and his wife Lyn, the archive supports research on the history of mining, with emphasis on Colorado and the US West.

Several organizations have more information on minerals mined in Colorado. The Colorado School of Mines Museum of Earth Science in Golden and Denver Museum of Nature and Science both have several specimens collected from Colorado mines on display. The Friends of Mineralogy Colorado Chapter has several publications associated with their field trips and meetings that include metals and mining districts throughout Colorado. Also, the National Mining Hall of Fame and Museum in Leadville and the Western Museum of Mining and Industry in Colorado Springs has more on mining and minerals.


Mineral Resources

Global demand is rising for mineral resources of all kinds, including metals, industrial minerals, and solid fuels like coal. Mineral resources are unequally distributed around the globe, reflecting the vast differences in geology of different parts of the Earth. Geoscientists play an essential role in locating mineral resources and designing processes for their safe extraction.

Frequently Asked Questions

Do you have a question that's not listed here? Search all FAQs

Explore Related Topics

Coal is a carbon-rich rock formed from plants that grew millions of years ago. Coal is a major source of electricity in the United States and the largest source of energy for electricity generation worldwide.

Critical minerals are those that are essential to the economy and whose supply may be disrupted. Critical minerals also tend to be those on which a country is heavily import-reliant, so the minerals that are deemed critical will vary from country to country. Demand for many of these minerals has skyrocketed in recent years with the spread of high-tech devices that use a wide variety of materials.

Industrial minerals are non-metals including crushed rock, sand, and gravel. They are essential for construction of buildings and highways, and are used in many household products and industrial processes.

Metals are found in many different places around the world. Many natural Earth processes affect their distribution and abundance. Metals are essential to our economy and lifestyle, and the global demand for metals continues to rise.

Mining is essential to meet rising global demand for minerals. Geoscientists locate mineral resources and figure out how to extract them economically while minimizing health and environmental impacts. The method of mining, as well as potential environmental impacts, depends on the type of resource being mined.


16.4: Mineral Resources - Geosciences

An official website of the United States government

Official websites use .gov
A .gov website belongs to an official government organization in the United States.

Secure .gov websites use HTTPS
A lock ( Lock A locked padlock

) or https:// means you’ve safely connected to the .gov website. Share sensitive information only on official, secure websites.

Zirconium and hafnium

Links

  • Document: Report (16.4 MB)
  • Larger Work: This publication is Chapter V of Critical mineral resources of the United States—Economic and environmental geology and prospects for future supply
  • Download citation as: RIS | Dublin Core

Abstract

First posted December 19, 2017

Mineral Resources Program Coordinator
U.S. Geological Survey
913 National Center
Reston, VA 20192

Zirconium and hafnium are corrosion-resistant metals that are widely used in the chemical and nuclear industries. Most zirconium is consumed in the form of the main ore mineral zircon (ZrSiO4, or as zirconium oxide or other zirconium chemicals. Zirconium and hafnium are both refractory lithophile elements that have nearly identical charge, ionic radii, and ionic potentials. As a result, their geochemical behavior is generally similar. Both elements are classified as incompatible because they have physical and crystallochemical properties that exclude them from the crystal lattices of most rock-forming minerals. Zircon and another, less common, ore mineral, baddeleyite (ZrO2), form primarily as accessory minerals in igneous rocks. The presence and abundance of these ore minerals in igneous rocks are largely controlled by the element concentrations in the magma source and by the processes of melt generation and evolution. The world’s largest primary deposits of zirconium and hafnium are associated with alkaline igneous rocks, and, in one locality on the Kola Peninsula of Murmanskaya Oblast, Russia, baddeleyite is recovered as a byproduct of apatite and magnetite mining. Otherwise, there are few primary igneous deposits of zirconium- and hafnium-bearing minerals with economic value at present. The main ore deposits worldwide are heavy-mineral sands produced by the weathering and erosion of preexisting rocks and the concentration of zircon and other economically important heavy minerals, such as ilmenite and rutile (for titanium), chromite (for chromium), and monazite (for rare-earth elements) in sedimentary systems, particularly in coastal environments. In coastal deposits, heavy-mineral enrichment occurs where sediment is repeatedly reworked by wind, waves, currents, and tidal processes. The resulting heavy-mineral-sand deposits, called placers or paleoplacers, preferentially form at relatively low latitudes on passive continental margins and supply 100 percent of the world’s zircon. Zircon makes up a relatively small percentage of the economic heavy minerals in most deposits and is produced primarily as a byproduct of heavy-mineral-sand mining for titanium minerals.

From 2003 to 2012, world zirconium mineral concentrates production increased by more than 40 percent, and Australia and South Africa were the leading producers. Global consumption of zirconium mineral concentrates generally increased during the same time period, largely as a result of increased demand in developing economies in Asia and the Middle East. Global demand weakened in 2012, causing a decrease in world production of zirconium mineral concentrates and delaying the development of several new mining projects. Global consumption is expected to increase in the future, however, as demand from the ceramics, chemicals, and metals industries increases (driven by renewed growth in developing economies) and demand for zirconium and hafnium metal increases (driven by the construction and operation of new nuclear powerplants).

The behaviors of zirconium and hafnium in the environment are very similar to one another in that most zirconium- and hafnium-bearing minerals have limited solubility and reactivity. Anthropogenic sources of zirconium, and likely hafnium, are from industrial zirconium-containing byproducts and emissions from the processing of sponge zirconium, and exposure to the general population from these sources is small. Zirconium and hafnium are likely not essential to human health and generally are considered to be of low toxicity to humans. The main exposure risks are associated with industrial inhalation and dermal exposure. Because of the low solubility of zirconium and hafnium, ecological health concerns in the aquatic environment and in soils are minimal. Heavy-mineral-sand mining may lead to increased erosion rates when the mining is managed improperly. In addition, surface mining requires removal of the overlying organic soil layer and produces waste material that includes tailings and slimes. The soil removal and mining activity disturbs the surrounding ecosystem and alters the character of the landscape. Dry mineral separation processes create high amounts of airborne dust, whereas wet mineral separation processes do not. In operations that restore the landscape to pre-mining conditions, the volume of waste and the impact on the landscape may be relatively temporary.

Suggested Citation

Jones, J.V., III, Piatak, N.M., and Bedinger, G.M., 2017, Zirconium and hafnium, chap. V of Schulz, K.J., DeYoung, J.H., Jr., Seal, R.R., II, and Bradley, D.C., eds., Critical mineral resources of the United States—Economic and environmental geology and prospects for future supply: U.S. Geological Survey Professional Paper 1802, p. V1–V26, https://doi.org/10.3133/pp1802V.

Table of Contents

  • Abstract
  • Giriş
  • Geologiya
  • Resources and Production
  • Exploration for New Deposits
  • Environmental Considerations
  • Problems and Future Research
  • References Cited

Part or all of this report is presented in Portable Document Format (PDF). For best results viewing and printing PDF documents, it is recommended that you download the documents to your computer and open them with Adobe Reader. PDF documents opened from your browser may not display or print as intended. Download the latest version of Adobe Reader, free of charge. More information about viewing, downloading, and printing report files can be found here.


Strengths of the Module

Incorporates systems thinking inherent to the study of the rock cycle. It expands beyond the geosphere to include parts of the hydrosphere and atmosphere and how they are affected by mining.

Uses real-life examples of issues related to resource management and extraction for collaborative problem solving. These problems incorporate ideas from economics, social and environmental justice, and the geosciences.

Content is delivered using a variety of student-centered activities, including group discussions, concept mapping, jigsaws, and cooperative learning.

Several student activities are hands-on, developing skills including analysis of actual geoscience data, model-building, and hypothesis formation and testing.

The module is extremely flexible, allowing for reorganization of units and even picking and choosing only select activities and/or units.

A great fit for courses in:

  • economic geology
  • environmental science
  • environmental geology
  • introductory geology
  • geological hazards
  • global change
  • sustainability

These materials have been reviewed for their alignment with the Next Generation Science Standards. At the top of each page, you can click on the NGSS logo to see the specific connections. Visit InTeGrate and the NGSS to learn more about the process of alignment and how to use InTeGrate materials to implement the NGSS.

NGSS in this Module

This unit about Mineral Resources includes opportunities for exposure to basic geologic concepts about mineral and rock-forming processes and the role of plate tectonics in these processes. It addresses this content mostly in the context CCC4 (Systems and System Models) although it can also be used to bring in other CCCs such as Energy and Matter and Stability and Change. A variety of SEPs from SEP4 (Analyzing and interpreting data), SEP6 (constructing explanations), and SEP7 (engaging in argument from evidence), and SEP8 (obtaining, evaluating, and communicating information) are emphasized, although SEP2 (developing and using models) and SEP5 (using mathematics) are also required to a lesser extent. SEP1 (asking questions) and SEP3(planning and conducting investigations) are not addressed. Important PEs in ESS3,The Earth and Human Activity, are addressed directly by Unit 6, the capstone activity as well as some of the module's earlier activities.

This module is appropriate for introductory-level science and social science courses. The module is designed to stand alone and can be easily adapted to many class sizes and formats (large- or small-enrollment classes, online/distance-learning courses, and interdisciplinary courses).


Geoscience in Pennsylvania

Geoscience is the study of the Earth and the complex geologic, marine, atmospheric, and hydrologic processes that sustain life and the economy. Understanding the Earth’s surface and subsurface, its resources, history, and hazards allows us to develop solutions to critical economic, environmental, health, and safety challenges.

Your State Source for Geoscience Information

Workforce in Pennsylvania

  • 16,480 geoscience employees (excludes self-employed) in 2017 1
  • $78,198: average median geoscience employee salary 1
  • 41 academic geoscience departments 2

Water Use in Pennsylvania

  • 628 million gallons/day: total groundwater withdrawal 3
  • 5.41 billion gallons/day: total surface water withdrawal 3
  • 1.39 billion gallons/day: public supply water withdrawal 3
  • 34 million gallons/day: water withdrawal for irrigation 3
  • 645 million gallons/day: industrial fresh water withdrawal 3
  • 73% of the population is served by public water supplies 3

Energy and Minerals in Pennsylvania

  • $1.85 billion: value of nonfuel mineral production in 2017 4
  • Stone (crushed), cement (portland), and lime: top three nonfuel minerals in order of value produced in 2017 4
  • 45.7 million short tons: coal produced in 2016 5
  • 5.46 trillion cubic feet: natural gas produced in 2017 5
  • 6.48 million barrels: crude oil produced in 2017 5
  • 3.38 million megawatt hours: wind produced in 2017 5

Natural Hazards in Pennsylvania

  • 59 total disaster declarations, including 26 flood, 16 severe storm, and 8 hurricane disasters (1953-2017) 6
  • $170 million: individual assistance grants (2005-2017) 6
  • $137 million: mitigation grants (2005-2017) 6
  • $840 million: preparedness grants (2005-2017) 6
  • $394 million: public assistance grants (2005-2017) 6
  • 60 weather and/or climate events, each with costs exceeding $1 billion (inflation adjusted) (1980-2017) 7

U.S. Geological Survey (USGS)

  • $1.15 billion: total USGS budget in FY 2018 (5.8% increase from FY 2017) 8
  • The National Cooperative Geologic Mapping Program funds geologic mapping projects with federal (FEDMAP), state (STATEMAP), and university (EDMAP) partners
  • $2.8 million: Pennsylvania STATEMAP funding (1993-2016) 9
  • Lehigh University, Pennsylvania State University, and the University of Pittsburgh have participated in EDMAP 9
  • USGS streamgages collect real-time or recent streamflow, groundwater, and water-quality data in Pennsylvania

National Aeronautics and Space Administration (NASA)

  • $20.7 billion: total NASA budget in FY 2018 (5.5% increase from FY 2017) 10
  • $1.9 billion: total NASA Earth Science budget in FY 2018 (0% change from FY 2017) 10
  • Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) satellites measure groundwater changes in Pennsylvania
  • Soil Moisture Active Passive (SMAP) satellite measures soil moisture in Pennsylvania

National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)

  • $5.9 billion: total NOAA budget in FY 2018 (4.1% increase from FY 2017) 11
  • Next-generation geostationary (GOES) and polar orbiting (JPSS) satellites provide weather forecasting over Pennsylvania
  • Deep Space Climate Observatory (DISCOVR) satellite monitors radiation and air quality over Pennsylvania
  • 24 National Weather Service Automated Surface Observing Systems (ASOS) stations in Pennsylvania 12
  • 214 National Weather Service Cooperative Observer Program (COOP) sites in Pennsylvania 12

National Science Foundation (NSF)

  • $7.8 billion: total NSF budget in FY 2018 (4% increase from FY 2017) 13
  • $1.4 billion: total NSF Geosciences Directorate (GEO) awards in FY 2017 (7.2% increase from FY 2016) 14
  • 53 NSF GEO awards in Pennsylvania totaling $9.1 million in 2017 14
  • $5.6 million: NSF GEO grants awarded to Pennsylvania State University, University Park in 2017 14

U.S. Environmental Protection Agency (EPA)

  • $8.1 billion: total EPA budget in FY 2018 (0% change from FY 2017) 15
  • 94 active Superfund sites in Pennsylvania in 2018 16
  • $26.4 million: Drinking Water State Revolving Fund (DWSRF) grants in Pennsylvania in 2017 17
  • $200,000: Brownfield cleanup grants awarded to Pennsylvania in 2018 18

Federal Facilities in Pennsylvania

  • USGS Pennsylvania Water Science Center, New Cumberland
  • USGS Leetown Science Center Laboratory, Wellsboro

İstinadlar

/>
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
You are free to share or distribute this material for non-commercial purposes as long as it retains this licensing information, and attribution is given to the American Geosciences Institute.


Mineral Resources Program

This Project integrates several geochemical tools—stable isotope geochemistry, noble gas geochemistry, active gas geochemistry, single fluid inclusion chemistry, and fluid inclusion solute chemistry—in studies of the processes that form mineral deposits and the processes that disrupt them during mining or natural weathering. Research is directed toward fundamental scientific questions or, in.

Geophysics of the Midcontinent Rift Region

The Midcontinent Rift system and surrounding Precambrian rocks are known to host highly significant mineral resources. Our project objectives are to increase understanding of this system through the integration of new and legacy geophysical data with geochemical and borehole data, map the lithology and structure of PreCambrian rocks, and develop an integrated 3D geologic model of the region.

Geophysical Mapping of Geologic Systems Host to Critical Mineral Deposits, Southern Midcontinent, US

The objective of this project is to use high-resolution state-of-the-art airborne and regional ground geophysical methods to map an underexplored region of the southern Midcontinent that is important to economic and critical mineral deposits.

Research Mineralogy - X-ray Diffraction Lab

The primary goal of this project is to ensure the availability of state-of-the-art mineralogical analyses and, when needed, development of new analytical methods that can be applied to topical studies in Energy and Minerals Mission Area, as well as the other mission areas.

The project includes mineralogy by X-ray diffraction (XRD), qualitative and semi-quantitative x-ray fluorescence.

Geochemical Signatures and Environmental Impacts of Ore and Trace Mineralization in the Southern Midcontinent

The overall project objective is a comprehensive analysis of the natural and anthropogenic consequences of extensive ore and trace mineralization in the southern midcontinent of the U.S. with a focus on Missouri. This will be conducted at two scales: 1) landscape and 2) process-level.

1) Landscape scale using geospatial and machine learning techniques to combine multiple geochemical and.

Iron Oxide-Copper-Cobalt-Gold-Rare Earth Element Deposits of Southeast Missouri—From the Ore Deposit Scale to a Global Deposit Model

The project main objectives are to: 1) geologically, characterize the setting and origin of the iron-copper-cobalt-gold-rare earth element deposits, and advance the knowledge of rare earth element and Co potential within iron oxide-copper-gold (IOCG) deposits of southeast Missouri, and 2) geophysically delineate and characterize the subsurface Precambrian geology using existing ground and new.

Synthesis of the Tectonic, Magmatic, and Metallogenic Evolution of the Midcontinent Rift System

The overall project objective is to develop a comprehensive synthesis of the tectonic, magmatic, and metallogenic evolution of the Midcontinent Rift System (MRS) through time by integrating geophysical, magmatic, and geochemical data and to create 3-D models of the rift over its evolution.


Videoya baxın: Coğrafiya - Təbii ehtiyatlar (Oktyabr 2021).