Ekonomik Jeoloji ve Çevre

Ekonomik jeoloji, ekonomik açıdan değerli jeolojik malzemelerle ilgilenen bir jeoloji dalıdır.

Daha geniş bir ifadeyle, ekonomik jeoloji, maden yataklarının dağılımı, geri kazanımlarına dahil olan ekonomik hususlar ve mevcut rezervlerin değerlendirilmesi ile ilgilidir.

Ekonomik Jeoloji, kıymetli ve baz metaller, metalik olmayan mineraller, fosil yakıtlar ve tuz, alçıtaşı ve yapı taşı gibi diğer ticari değerli malzemeler gibi materyallerle ilgilenir. Özellikle jeofizik, yapısal jeoloji ve stratigrafi gibi diğer çeşitli alanlardaki ilke ve yöntemleri kullanmaktadır.

Ekonomik jeoloji sadece jeologlar tarafından uygulanmakla kalmaz, aynı zamanda mühendislerin, yatırım bankacılarının, çevre bilimcilerin ve muhafazakarların da çıkarıcı endüstrilerin sosyoekonomik ve çevresel sahneler üzerindeki etkilerinden dolayı bir miktar ilgisi vardır.

Ekonomik Jeolojinin Kökeni ve Gelişimi:

Ekonomik jeoloji kavramı, insanlar tarih öncesi çağlardan beri zeminden değerli metaller ve mineraller çıkarsalar bile, nispeten yenidir. Bununla birlikte, bu tür kaynakların değerini takdir etme kabiliyetleri nedeniyle, modern öncesi insanlar, oluşumları ya da onları çıkartma araçlarına ilişkin bilimsel teoriler konusunda çok az şeye sahipti.

Örneğin, Yunanlılar, yeryüzündeki metalik malzemelerin damarlarının, bu malzemelerin ağaçların şeklinden sonra kök saldıkları canlılar olduğuna inandıklarına inanıyordu. Ortaçağın astrologları “yedi gezegenin” her birinin (Güneş, Ay ve beş gezegenin yanı sıra)

O zamanlar bilinen Dünya, sözde “gezegenlerinin” etkisi altında yarattığı bilinen yedi metalden (altın, bakır, gümüş, kurşun, kalay, demir ve cıva) birini yönetti.

Bu kadar bilimsel olmayan (yaratıcı) fikirlerin ötesine geçmeye çalışan ilk düşünür, Latince yazılmış Georgius Agricola (1494-1555) adı altında yazan bir Alman doktordu. Madencilere çeşitli koşullar altında muamele edilmesinin bir sonucu olarak, asıl adı Georg Bauer olan Agricola, minerallerden etkilenmiştir.

Hem mineralojinin hem de ekonomik jeolojinin babası olarak kabul edilen Agricola, Dünya ve ürünlerinin incelemesi için bilimsel bir temel oluşturan çeşitli fikirler ortaya koydu. De Ortu ve Causis Subterraneorum'da (1546), daha önce belirtilen Yunan ve astrolojik kavramların yanı sıra tüm metallerin cıva ve kükürtten oluştuğu simya inancı dahil, cevherlerin oluşumu ile ilgili önceki tüm fikirleri eleştirdi.

Bunun yerine, yeraltı sıvılarının, soğutulduğunda, kayaların çatlaklarında birikintiler bırakan ve böylece mineral damarlarına yol açan çözünmüş mineraller taşıdığını ileri sürmüştür. Agricola'nın fikirleri daha sonra cevher yataklarının oluşumuyla ilgili modern teorilerin temelini oluşturmaya yardımcı oldu.

De Natura Fosili'nde (Fosillerin Doğası Üzerine, 1546), Agricola ayrıca minerallerin bilindiği gibi “fosillerin” sınıflandırılması için bir yöntem getirmiştir. Renkleri, doku, ağırlık ve şeffaflık gibi özelliklere göre mineralleri kategorize eden Agricola'nın sistemi, günümüzde kullanılan mineral sınıflandırma sisteminin temelini oluşturmaktadır.

Ancak bütün eserleri arasında en önemlisi, izleyen iki yüzyıl boyunca madenciler ve mineraloglar için önde gelen ders kitabı olarak kalacak olan De re Metallica idi. Bu anıtsal eserde, kayaların, kayaların kendisinden daha yaşlı olan cevherleri içeren konsepti de dahil olmak üzere birçok yeni fikir ortaya koydu. Ayrıca, zaman içinde kullanılan madencilik uygulamalarını detaylı bir şekilde araştırdı, kendisi de on altıncı yüzyılın madencilerinin ticari sırlarını yakından koruma eğiliminde olmalarının olağanüstü bir başarı olduğunu keşfetti.

Kayalar ve Mineraller:

Dünyamızın kabuğu, sırayla minerallerin agregaları olan kayalardan oluşur. Bir mineral türü olarak tanımlanması için, doğada bir madde bulunmalı ve inorganik kökenli olmalıdır. Kesin bir kimyasal özellik ve kendine özgü bir atomik formasyona sahip olmalıdır.

Kayalar:

Bir kaya, konsolide ya da konsolide olmayan biçimde ortaya çıkabilen bir mineral ya da organik madde topluluğudur. Kayaçlar üç farklı tiptedir: volkanda olduğu gibi erimiş minerallerin kristalleşmesiyle oluşan magmatik; genellikle yıpranmış kayaların birikmesi, sıkışması veya sementasyonu ile oluşan tortul; ve önceden var olan kayanın değiştirilmesinden oluşan metamorfik. Organik malzemeden yapılmış kayalar tipik olarak tortuldur, bir örnek kömürdür.

Taşlar, bildiğimiz gibi “ekonomi” den çok uzun zaman önce ekonomik öneme sahipti - satın alınacak ve satılacak hiçbir şeyin olmadığı bir zaman. Elbette o zaman, insan türlerinin başlangıcına pratik olarak dayanan ve yaklaşık 5.500 yıl önce uygarlığın başlangıcıyla örtüşen Taş Devri olacaktı. Taşın en gelişmiş alet yapım malzemesi olduğu yüzbinlerce yılda insanlar ateş yakmak, bıçakları keskinleştirmek, hayvanları (ve diğer insanları öldürmek), yiyecek veya hayvan derilerini kesmek, vb. İçin bir dizi taş alet geliştirdiler.

Hem popüler hayal gücünde hem de (bazı niteliklere sahip) gerçek arkeolojik olguda Taş Devri, insanların mağaralarda yaşadığı bir zamandı. Elbette, o zamandan beri, insanlar genellikle mağaralardan ayrıldı, ancak istisnalar dışında, ABD ordusunun Afganistan mağaralarındaki teröristleri avlamaya çalışırken 2001 yılında bulunduğu bir istisna vardı.

Her halükarda, insanın taş evlere bağlanması, piramitlerden başlayarak ve günümüz duvar evlerinde devam eden başka biçimler de almıştır. Alçı duvar tahtası, kayrak tezgahı, mermer kaplamaları ve çakıllı yürüyüş yollarının kullanımının kanıtı olarak kaya basit bir yapı malzemesi değildir. Ve elbette, inşaat, göreceğimiz gibi, kayaların ve minerallerin yönlendirildiği birçok uygulamadan sadece biridir.

Metaller:

Bilinen tüm kimyasal elementlerden 87'si veya yüzde 80'i metaldir. İkinci grup, görünüm olarak parlak veya parlak ve dövülebilir veya sünek olarak tanımlanır, bu, kırılmadan farklı şekillerde kalıplanabilecekleri anlamına gelir. Sünekliklerine rağmen, metaller son derece dayanıklıdır, yüksek erime ve kaynama noktalarına sahiptir ve mükemmel ısı ve elektrik iletkenleridir. Bazıları Mohs sertlik skalasında yüksek kayıtlıdır.

Mineraller:

Sadece 87 çeşit metal varken, 3.700 civarında maden türü vardır. Metaller ve mineraller arasında önemli bir örtüşme vardır, ancak bu örtüşme tam olmaktan uzaktır: birçok mineralde oksijen ve silikon gibi metalik olmayan elementler bulunur. Bir mineral, doğada ortaya çıkan ve bu nedenle yapay olarak oluşturulamayan, inorganik kaynaklı, belirli bir kimyasal bileşime sahip ve kristalimsi bir iç yapıya sahip bir maddedir.

Organik terimi basitçe biyolojik kökenli olan maddeleri belirtmez; bunun yerine, karbonatlar (bir tür mineraldir) ve karbon dioksit veya karbon monoksit gibi oksitler hariç karbon içeren herhangi bir bileşiği tarif eder.

Bir mineralin değişken olmayan bir bileşime sahip olması gerçeği, mineralleri neredeyse yalnızca elementlere ve bileşiklere, yani ya daha basit maddeler elde etmek için kimyasal olarak parçalanamayan maddelere veya elementlerin kimyasal bağlanmasıyla oluşan maddelere sınırlar. Sadece birkaç yüksek spesifik durumda, mineral olarak kabul edilen doğal olarak oluşan alaşımlar veya metal karışımları vardır.

Mineraller kimyasal bileşimlerine göre sekiz temel gruba ayrılır:

Bunlar:

ben. Yerli elemanlar

ii. sülfürler

iii. Oksitler ve hidroksit

iv. Halojenürler

v. Karbonatlar, nitratlar, boratlar, iyoditler

vi. Sülfatlar, kromatlar, molibdatlar, tungstatlar

vi. Fosfatlar, arsenatlar, vanadatlar

vii. silikatlar

İlk grup olan doğal unsurlar, Dünya üzerinde bir yerde saf biçimde görünen metalik unsurları içerir; belirli metalik alaşımlar, daha önce belirtilmiş; metalik ve metalik olmayan elementlerle doğal metalik olmayanların yanı sıra yarı metaller ve mineraller oluşur. Yerli unsurlar, bu listede onları takip eden altı sınıfla birlikte, toplu olarak sekizinci grubun önemini vurgulayan bir terim olan saçma sesler olarak bilinir.

En bol bulunanlar da dahil olmak üzere, minerallerin büyük çoğunluğu silikon elementi etrafında inşa edilen silikat sınıfına aittir. Karbon, özellikle hidrojen ile kombinasyon halinde uzun atom dizileri oluşturabildiği gibi (bu makalede daha sonra fosil yakıtları bağlamında tartıştığımız gibi), silikon, “seçim ortağı” genellikle hidrojen yerine oksijen olmasına rağmen, uzun dizeler de oluşturur. . Oksijenle birlikte, hem metallerin hem de metallerin özelliklerini gösterdiği için bir metaloid olarak bilinen silikon, hem doğal hem de insan yapımı şaşırtıcı bir ürün dizisinin temelini oluşturur.

Mineraller, sanayide kullanımlarına göre aşağıdaki şekilde sınıflandırılabilir:

(a) Metalik mineraller: Demirli grup. Demir, kromit, manganez ve nikel gibi mineralleri içerir.

(b) Metalik mineraller: Demir içermeyen grup. Bunlar bakır, kurşun, çinko, tungsten, alüminyum, vanadyum ve diğerleridir.

(d) Refrakter mineraller. Fırın ve kalıplarda ısıya dayanıklı olarak kullanılırlar. Kromit, manyezit, siyanit, ateş kakası, sillimanit ve grafit içerirler.

(e) Alçı, kaya fosfat ve pirit gibi gübre mineralleri.

(f) Kömür, petrol, doğal gaz ve nükleer mineraller gibi mineral yakıtlar.

Bir ülkenin ekonomik gelişimi, minerallerin mevcudiyetinden etkilenir. Mineraller, birkaç büyük ölçekli endüstri için temel oluşturur. Tarım da, minerallerin gübre formundaki mevcudiyetinden etkilenmektedir.

hidrokarbonlar:

Daha önce belirtildiği gibi, ekonomik jeolojinin odağı bir yandan hem kayalara hem de minerallere, diğer yandan fosil yakıtlara odaklanmaktadır. Fosil yakıtlar, yüksek basınç koşulları altında ayrışma ve kimyasal değişim yaşayan organik madde birikintilerinden elde edilen yakıtlar (özellikle kömür, yağ ve gaz) olarak tanımlanabilir.

Organik maddeden elde edilen bu türev göz önüne alındığında, tanım gereği, tüm fosil yakıtlar karbon esaslıdır ve spesifik olarak, hidrokarbonların etrafında inşa edilirler - molekülleri karbon ve hidrojen atomlarından başka bir şey içermeyen kimyasal bileşiklerdir.

Teorik olarak, olası hidrokarbonların sayısında bir sınır yoktur. Karbon kendini görünürde sınırsız moleküler şekillerde oluşturur ve hidrojen özellikle çok yönlü bir kimyasal partnerdir. Hidrokarbonlar düz zincirler, dallanmış zincirler veya halkalar oluşturabilir ve sonuç, yapılarındaki elemanlarla değil hatta (bazı durumlarda) her bir moleküldeki farklı atomların sayılarıyla değil, yapı tarafından ayırt edilen çeşitli bileşiklerdir. Belirli bir molekülün

Ekonomik Jeolojinin Gerçek Yaşam Uygulamaları:

Fosil yakıtlar:

Fosil yakıtlarda hidrokarbonları oluşturmak için ayrışan organik madde, esasen dinozorlardan ve tarih öncesi bitkilerden gelir, ancak uzun zaman önce çok sayıda ölen herhangi bir organizmadan kolayca gelebilirdi. Petrolün oluşması için sedimanlarla birlikte biriktirilen ve daha fazla çökeltinin altına gömülen çok büyük miktarlarda Organik madde bulunmalıdır. Biriken çökeltilere ve organik maddelere kaynak kaya denir.

Bu malzemenin birikmesinden sonra olan şey kritiktir ve kaynak kayanın doğasına büyük ölçüde bağlıdır. Organik materyalin - örneğin, yaklaşık 65 milyon yıl önce bir kitlesel yokoluşta ölen çok sayıda dinozorun - aerobik veya oksijen içeren bir ortamda olduğu gibi çürümesine izin verilmemesi önemlidir. Bunun yerine, organik madde anaerobik kimyasal aktivite veya oksijen yokluğunda meydana gelen aktivite sonucunda hidrokarbonlara dönüşüme uğrar.

Bu dönüşüm için iyi kaynak kayalar, belirli kayaların yüzde 1 ila yüzde 5 arasında organik karbondan oluşması koşuluyla şeyl veya kireçtaşıdır. Kaynak kayaçlar, basıncın organik materyali ısıtması için yeterince derin olmalıdır, ancak basınç ve sıcaklık kayaların metamorfizmaya maruz kalmasına veya grafit veya diğer hidrokarbon olmayan karbon versiyonlarına dönüşmesine neden olacak kadar derin olmamalıdır. Petrol üretimi için 302 ° F (150 ° C) 'ye kadar sıcaklıklar en uygun kabul edilir.

Üretildikten sonra, petrol yavaş yavaş kaynak kayadan bir rezervuar kayağına ya da petrolü gözeneklerinde depolayan bir kayaya geçer. İyi bir rezervuar kayası, gözenek alanının kaya hacminin yüzde 30'undan fazlasını oluşturduğu bir kayadır. Ancak kaya, daha az gözenekli olan başka bir kaya tarafından kapatılmalıdır; Gerçekten de, bir sızdırmazlık ya da başlık kayası olarak adlandırıldığı gibi, neredeyse geçirimsiz bir kaya tercih edilir. Bu nedenle, en iyi sızdırmazlık oluşturan kaya türü çok küçük, sıkı oturan tortu parçalarından, örneğin şeyllerden biridir. Böyle bir kaya, keşfedilmeye ve kullanılmaya hazır olana kadar petrolü milyonlarca yıl yerinde tutabilir.

İnsanlar petrol hakkında tarih öncesi bildiklerini, çünkü Dünya'da kelimenin tam anlamıyla yerden döküldüğü yerler vardı. Ancak petrol sondajının modern çağı, 1853'de, George Bissell (1821-1884) adlı bir Amerikan avukatının lamba yakıt olarak kullanım potansiyelini fark etmesiyle başladı. Titusville, Pennsylvania'da bir petrol kuyusunun sondajını denetlemek için 'Albay' Edwin Drake'i (1819-1880) kiraladı ve 1859'da Drake petrolü vurdu. Wack altının efsanesi ', zeminde delik açarak yapılacak olan servetlerin doğmasıdır.

İçten yanmalı motorun on dokuzuncu yüzyılın ikinci yarısında ve yirminci yüzyılın başlarında gelişmesi ve yaygın olarak uygulanmasının ardından, petrole olan ilgi çok daha yoğunlaştı ve dünyanın her yerinde filizlenmeye başladı. Sumatra, Endonezya, 1885 yılında ilk kuyularından petrol çıkardı ve 1901'de Teksas'ta bir servetin kaynağı olan Teksas'ta başarılı bir sondaj başladı. Bugün İngiliz Petrolü (BP) olarak bilinen şirketin erken bir şekli, 1908'de Pers'teki (şimdi İran) ilk Orta Doğu petrolünü keşfetti. Sonraki 50 yılda, o bölgenin ekonomik önemi ve umutları önemli ölçüde değişti.

Birinci Dünya Savaşı'ndan sonra (1914-1918) başlayan otomobil sahipliğinde büyük genişleme ve II. Dünya Savaşı'ndan (1939-1945) sonra daha da yükseklere ulaşan petrolün değeri ve önemi arttı. Petrol endüstrisi hızla yükseldi ve sonuç olarak, birçok jeolog, üniversite veya devlet konumlarından çok daha fazla mali fayda sağlayan bir sektörde istihdam buldu. Bugün jeologlar işverenlerine petrol rezervlerini bulmada yardımcı oluyor, kolay bir iş değil, çünkü birçok değişken uygulanabilir bir petrol kaynağı üretmek için sıraya girmelidir. 30 milyon dolar veya daha fazla olan yeni bir petrol kuyusu sondajının maliyeti göz önüne alındığında, petrol bulma olasılıklarının değerlendirilmesinde iyi kararlar vermek açıkça önemlidir.

Petrol endüstrisi, (çoğu denizde yer alan, okyanusa yerleştirilen kuleler üzerinde) sondajın etkisine dair çevresel kaygılarla doludur; 1989’da Exxon Valdez’i içerenler gibi dökülmelerle ilgili olası biyolojik tehlikeler; ve petrol yanmalı içten yanmalı motorların ürettiği karbon monoksit ve diğer sera gazlarının atmosferi üzerindeki etki. Amerika Birleşik Devletleri'nin yabancı ülkelerdeki (bazıları ABD'ye açıkça düşmanca olan) petrol kaynaklarına bağımlılığı ve ayrıca kaynakların muhtemel azalması konusunda daha geniş kapsamlı bir endişe bulunmaktadır.

Mevcut tüketim oranında, petrol rezervlerinin 2040 yılına kadar tükendiği tahmin edilmektedir, ancak bu sadece bugün geçerli olduğu düşünülen rezervleri dikkate almaktadır. Keşif devam ettikçe, daha fazla kaynak kullanılabilir. Ancak uzun vadede, sanayileşmiş dünyayı körüklemek için yeni araçlar geliştirmek gerekli olacak, çünkü petrol yenilenemeyen bir kaynaktır: sadece yeraltının büyük bir kısmı var ve gittiğinde değiştirilmeyecek milyonlarca yıl (eğer varsa).

Petrokimya:

Petrolün kendisi, kollektif olarak petrokimyasallar veya petrol türevleri olarak bilinen sayısız ürünün elde edildiği bir hammaddedir. Kesirli damıtma adı verilen bir işlemle, en düşük moleküler kütlenin petrokimyası önce kaynamaktadır ve daha yüksek kütlelerde daha yüksek kütlelere sahip olanlar mı?

Silikon, Silikatlar ve Diğer Bileşikler:

Karbon, çok büyük bir hidrokarbon dünyasının merkezinde olduğu gibi, silikon da kum veya silikadan (Si02) silisyene (çok yönlü silikon bazlı ürünler kümesi), denilen kayalara kadar inorganik maddeler için aynı derecede önemlidir. silikatlar.

Silikatlar, granat, topaz, zirkon, kaolinit, talk, mika ve Dünya üzerinde en bol bulunan iki mineral, feldispat ve kuvars dahil olmak üzere iyi bilinen birkaç mineral türünün temelidir. (Burada kullanılan terimlerin çoğunun, tek bir minerale değil, bir mineral grubuna atıfta bulunduğuna dikkat edin.) Silisyumlar, silikon ve oksijen çevresinde oluşturulan ve alüminyum, demir, sodyum ve potasyum gibi çeşitli metaller içeren bileşiklerden yapılmıştır. Tüm minerallerin yüzde 30'u için. Böylece, değerli taşlardan yapı malzemelerine kadar her şeyde görünürler; Yine de, silisyum merkezli tek önemli üründen uzaklar.

Silikon ve Diğer Bileşikler:

Silikon bir mineral değildir; bunun yerine, organik yağların, greslerin ve kauçuğun yerine kullanılan bir madde olarak kullanılan sentetik bir üründür. Silikatta olduğu gibi oksijen atomlarına bağlanmak yerine, silikondaki silikon atomları organik gruplara, yani karbon içeren molekülleri bağlarlar. Silikon yağları, organik petrol yerine, yağlayıcı olarak kullanılır, çünkü sıcaklıktaki daha büyük değişikliklere dayanabilirler.

Ve vücut silikon implantların kullanılmasını organik olanlardan daha iyi tolere ettiğinden, silikonlar cerrahi implantlarda da kullanılır. Silikon kauçuklar, zıplayan toplardan uzay araçlarına kadar her şeyde görünür ve silikonlar elektrik yalıtkanları, pas önleyiciler, yumuşatıcılar, saç spreyleri, el kremleri, mobilya ve otomobil cilaları, boyalar, yapıştırıcılar ve hatta sakızlarda da bulunur.

Bu liste bile, (oksijenle birlikte) Dünya'nın kabuğundaki kütlenin büyük çoğunluğunu oluşturan birçok silikon uygulamasını tüketmiyor. Yarı metalik nitelikleri nedeniyle silikon, yarı iletken elektrik olarak kullanılır.

Bilgisayar çipleri, yarım milyon mikroskobik ve karmaşık bir şekilde bağlanmış elektronik devrelerle kazınmış küçük ultra saf silikon dilimleridir. Bu yongalar, ikili kodlar kullanarak voltajları değiştirir; bunlardan 1'i “voltaj açık” ve 0 “voltaj kapalı” anlamına gelir. Bu atımlar sayesinde, silikon yongaları, saniye cinsinden hesaplamaların çokluğunu gerçekleştirir; .

Silika jel olarak bilinen gözenekli bir silika biçimi havadaki su buharını emer ve genellikle kuru kalmaları için elektronik bileşenler gibi neme duyarlı ürünlerle birlikte paketlenir. Yüksek sıcaklıklarda kumun kokla (neredeyse saf karbon) kaynaştırılmasıyla üretilen çok sert kristalli bir malzeme olan silikon karabina, aşındırıcı olarak kullanım alanlarına sahiptir.

cevherleri:

Bir cevher, ekonomik değeri olan bir kaya veya mineraldir. Ancak daha iyi hedeflenmiş bir tanım, cüruflu metal sıfatını içerecektir, çünkü metal içermeyen ekonomik olarak değerli mineraller, genellikle ayrı bir kategori olarak ele alınır - endüstriyel mineraller. Gerçekten de, ekonomik jeolojinin çıkarlarının üç alana ayrıldığı söylenebilir: cevherler, endüstriyel mineraller ve daha önce tartıştığımız yakıtlar.

'Cevher' kelimesi dünyanın bilinen en eski metallerinden birini ve muhtemelen tarih öncesi metalurji uzmanlarının çalıştığı ilk materyali akla getiriyor: altın. Altın için İspanyolca kelime bile, oro, bir bağlantı önerir. İspanya'dan fetihçiler, 1500'den sonra Yeni Dünya'ya geldiklerinde, takıntıları oro idi ve Meksika'nın İspanyol istilacılarının dünya yüzeyinde bulunan her altın ya da gümüş cevher parçasını buldukları söylendi. Bununla birlikte, on altıncı yüzyılın madencileri, jeologların bugün yüzeyde olmayan cevher yataklarını bulmalarına yardımcı olan bilgilerin çoğundan yoksundu.

Cevherlerin Tespiti ve Çıkarılması:

Modern yaklaşım, deneyimlerden edinilen bilgileri kullanır. Agricola'nın gününde olduğu gibi, bir maden şirketinin sahip olduğu servetin çoğu, katı dünyadan en iyi malzemelerin aranması ve aranmasıyla ilgili bilgiler şeklindedir. Bazı yüzey jeokimyasal ve jeofizik göstergeleri, jeologların ve cevher arayan madencilerin adımlarını yönlendirmeye yardımcı olmaktadır. Böylece, cevher arayışı içinde olan bir şirket sondaj yapmaya başladığında, çok sayıda keşif işi yapıldı. Ancak bu noktada, sadece ekonomik açıdan az ilgi çeken mineraller olabilecek mevduatların değerini belirlemek mümkündür.

Ortalama bir kayanın (1, 6 km3) kübik bir kilometresinin, ilk önce ümit verici olana kadar yaklaşık 1 trilyon dolar değerinde metal içerdiği tahmin edilmektedir - biri matematik olana kadar. Bir trilyon dolar çok para, ama 1 cu. mi. (5, 280 x 5, 280 x 5, 280 ft. veya 1, 609 km3'e eşit) da çok fazla bir alandır. Sonuç 1 cu olmasıdır. ft. (0.028 m3), sadece 6.79 $ değerindedir. Ancak bu, ortalama bir kilometreküp kaya kübik bir ayaktır ve hiçbir madencilik şirketi ortalama bir toprak parçasından metal çıkarmaya çalışmayı düşünmez. Daha ziyade, uygulanabilir cevher, metalleri, bolluklarının genellikle bir bütün olarak Dünya'da olacağından yüzlerce kat fazla olacak şekilde yoğunlaştıran jeolojik işlemlere maruz kalan bölgelerde ortaya çıkmaktadır.

Cevher, gang olarak bilinen, ekonomik değeri olmayan ancak cevherin o bölgede bulunacağını belirten bir işaret olarak hizmet veren başka mineraller içerir. Örneğin kuvars mevcudiyeti, altın birikintileri önerebilir. Cevher hidrotermal akışkanlarda olduğu gibi magmatik, metamorfik veya tortul birikintilerde de ortaya çıkabilir. Bunlardan ikincisi, metalleri içinden geçtikleri kayalardan eriten ve daha sonra cevheri başka yerlerde biriktiren gaz veya su biçimindeki magmatik kayalardan yayılanlardır.

Madencilik Tehlikeleriyle Yüzleşmek:

Sadece cevherleri değil, kömür gibi birçok endüstriyel mineral ve yakıtı çıkarmanın bir yolu olan madencilik, sayısız tehlikeyle dolu zor bir iştir. Madencilerde mağaralar, taşkınlar ya da madenlerde gazların serbest bırakılması gibi kısa vadeli tehlikeler ve kara akciğer gibi madencilikle ilgili hastalıkları içeren uzun vadeli tehlikeler (tipik olarak kömür tehlikesi vardır) madenci). Sonra klostrofobik bir ortamda, güneş ışığından günde sekiz veya daha fazla saat harcamaktan kaynaklanan zihinsel ve duygusal stres var.

Ve elbette, madenciliğin yarattığı çevresel stres var - sadece, Dünya yüzeyinde bir kesilmenin derhal etkisinin kesilmesiyle değil, yüzeydeki ekosistemleri tahrip edebilecek, ancak kirleticilerin suya sızması gibi sayısız ek sorun su tablası Terk edilmiş mayınlar, bu bölgeleri uzun vadede güvensiz yapan, çökme tehlikesi de dahil olmak üzere daha fazla tehlike sunmaktadır.

Amerika Birleşik Devletleri'nde yirminci yüzyılın son üçte bir döneminde kurulan daha yüksek çevre ve iş güvenliği standartları, madencilik işlemlerinde ve işlerin bitiminde mayınların bırakılma şeklindeki değişikliklere yol açmıştır. Örneğin, madencilik şirketleri, bir metal yeraltını eritebilen ve gerçek yeraltı milleri ve tünelleri oluşturmaya veya insan madencilerini işe koymaya gerek kalmadan yüzeye pompalanmasına izin verebilecek kimyasalların ve hatta bakterilerin kullanımını denemişlerdir. .

Endüstriyel Mineraller ve Diğer Ürünler:

Endüstriyel mineraller, daha önce de belirtildiği gibi, metal değildir - ekonomik jeolojinin ilgisini çeken mineral kaynakları içerir. Örnekler arasında, ısıya ve aleve karşı oldukça dirençli olan büyük bir mineral grubu için genel bir terim olan asbest; ısıya dayanıklı cam, emaye ve seramik yapımında kullanılan bor bileşikleri; gübrelerin yapımında kullanılan fosfatlar ve potasyum tuzları; ve soğutucu maddelerden patlayıcılara, şeker üretiminde kullanılan temizleyicilere kadar çeşitli ürünlerde uygulanan kükürt.

Sadece bir endüstriyel mineral, korundum (minerallerin oksit sınıfından), çok sayıda kullanıma sahip olabilir. Son derece sert, yaygın olarak zımpara adı verilen ve konsolide edilmemiş bir kaya formundaki korindon, eski zamanlardan beri aşındırıcı olarak kullanılmıştır. Çok yüksek erime noktası nedeniyle - demirinkinden bile yüksek - korindon alümina yapımında da kullanılır; fırınlarda ve şöminelerde kullanılan yangına dayanıklı bir ürün. Saf korindon renksiz olmasına rağmen, bazı elementlerin eser miktarları parlak renkler verebilir: bu nedenle, krom izleri olan korindon kırmızı bir yakut olur, demir, titanyum ve diğer elementler ise sarı, yeşil ve menekşe gibi safir çeşitleri verir. tanıdık mavi gibi.

Ekonomik Jeolojinin Çevresel Etkileri:

Birkaç on yıl önce, jeologların çoğu, maden kaynaklarının keşfedilmesi ve geliştirilmesiyle ilgileniyordu. Bununla birlikte, ekonomik jeoloji ve jeolojinin kentsel çevre sorunlarına uygulanması, giderek artan sayıda jeologun hizmetlerini yavaşça talep etmektedir. Bugün yeterli sayıda ekonomik jeolog çevre sorunlarıyla ilgilenmektedir (çoğu madenciliğe bağlı değildir ve jeokimya ve petrolojiye ilgi duymaktadır). “Maden kaynaklarına her zaman ihtiyaç duyulacağı” fikrine abone oldular, ancak “çevresel konular madencilik fizibilitesinde önemli bir faktör”.

Artık çevreye her zamankinden daha fazla ilgi var ve günlük hayatımızın neredeyse her yönünün çevresel etkileri konusunda endişelerimiz var. Su, toprak, hava ve biyolojik ortamın tümü, esasen jeolojik süreçlerle kontrol edilen mekanizmalar aracılığıyla, bizimki gibi sanayi toplumlarının faaliyetleri ile büyük ölçüde değiştirilebilir.

Atık bertarafı, toprağın sanayiye göre kirlenmesi, madenciliğin etkileri, su kirliliği ve hatta hava kalitesi (havadaki mineral parçacıklarının dağılmasıyla), jeolojik süreçlerden ve altta yatan kayaların bileşimi, dağılımı, yapısı ve davranışları tarafından kontrol edilen olaylardan etkilenir. . Gündelik çevresel problemler bu nedenle jeolojiden daha fazla veya daha az etkilenir. Elbette çevre jeolojisinin bu çok ve çeşitli yönlerine geniş bir bakış açısı sağlayarak, temel çevresel sorunları anlamak için bilimsel bir çerçeve sunmayı amaçlamaktadır.

Çevresel kaygılar, maden yataklarının geliştirilip madenleştirilmesinin belirlenmesinde önemli bir faktördür. Çoğu ekonomik jeolog ve madencilik şirketi madencilik nedeniyle çevresel bozulmayı azaltma çabalarını desteklemektedir.

Çevresel Etkiler:

Tarımdan daha az olmamak üzere madencilik her zaman insanlığın ilerleyişi için zorunlu olmuştur. Aslında, şimdi periyodik tablodaki çoğu öğeden yararlanıyoruz. Ancak, olduğu gibi. Aşırı nüfus ve daha yüksek bir yaşam standardı arayışı maden ve metallere olan talebi arttırdı, doğal çevrede madencilik ve sondajın etkileri ile ilgili endişeler arttı ve Dünya'nın kaynakları tükenmez hale geldi.

1987'de yayınlanan “Ortak Geleceğimiz” adlı raporunda, Birleşmiş Milletler Çevre ve Kalkınma Dünya Komisyonu, dünyanın 1950'den yedi kat daha fazla mal ürettiğine dikkat çekti. Komisyon, “sürdürülebilir kalkınma”, bir ekonomik evlilik ve tek pratik çözüm olarak ekoloji, yani çevreye zarar vermeden büyüme.

Çoğu maden yerinde bir maden işleme tesisine sahiptir ve çoğu metal madeninde yakınlarda bulunan bir eritici vardır. Yeni madencilik faaliyetlerinin geliştirilmesinin çevresel etkisinin genel bir değerlendirmesi için, üçünün etkilerini göz önünde bulundurmalıyız. Madencilik terimi burada tüm taş çıkarma işlemlerini, örneğin taşocakçılığını kapsayacak şekilde alınmıştır. Başlıca kaygı alanları aşağıda ele alınmaktadır.

Arazi hasarı:

1976 ve 2000 yılları arasında kümülatif dünya madencilik için toprak kullanımının yaklaşık 37.000 kilometrekare, yani toprak yüzeyinin yaklaşık yüzde 0.2'si olacağı tahmin edilmektedir. Daha gelişmiş ülkeler, daha az gelişmiş olanlardan daha büyük oranda rahatsız edici zeminlere sahiptir. Bu toprağın ıslah derecesi şimdi hızla artmakta ve eski madenin, evsel ve diğer atıkların bertaraf edilmesi için eski deliklerden yapılması iyi bir şekilde kullanılmaktadır.

Diğer mayınlı alanlar doğa rezervlerine ve eğlence parklarına dönüştürülmüştür. Gelecekteki madenlerin çoğu geri doldurulduğundan, atık bertarafı için yerler üretme olasılığı daha düşük olabilir. Bu, her yıl tahminen 27.000 Mt yakıtsız mineral ve aşırı yükün yer kabuğundan alındığı için bu çok gerekli bir işlemdir.

Toksik maddelerin salınımı:

Metaller yalnızca bizim kullandığımız kullanım için önemli değil, aynı zamanda makyajımızın ve diğer canlı organizmaların ayrılmaz bir parçası. Bununla birlikte, bazı metalik elementler canlı organizmaların temel bileşenleri olsa da, bunların eksiklikleri veya fazla olması hayata çok zarar verebilir. Doğal ortamdaki fazlalıklar, madenden veya atık yığınlarından çıkabilen maden sularına nüfuz ettiğinde ortaya çıkabilir.

Bazı polimetalik sülfit cevherlerinde küçük miktarlarda çok yaygın olan ve gerçekte yan ürünler olarak geri kazanılan antimon, arsenik gibi bazı metaller, örneğin kadmiyum, civa ve metaloidler, özellikle de çözünür bir formda bile küçük miktarlarda bile oldukça toksiktirler. canlı organizmalar tarafından absorbe edilebilir.

Aynısı kurşun için de geçerlidir, ancak neyse ki, yutulmadıkça ve neyse ki, doğada oluşan kurşun minerallerinin çoğu yeraltı suyunda çözünmez olduğu sürece, oldukça reaktif değildir. Siyanür, uzun süredir maden işleme tesislerinde ve dünyanın en büyük altın tarlasında olan Witwaterstrand Basin, ABD'de altın ekstraksiyonu için kullanılmıştır, siyanürleme işlemi sonucunda yüzey suyunun kobalt, manganez, kurşun ve çinko ile büyük oranda kirlenmesi ve asit maden suları tarafından oksidasyon. Siyanürün kendisi, yakın yüzey katmanlarında ultraviyole ışığın etkisi altında parçalandığından bir sorun değildir. Bununla birlikte, gelişmiş ülkelerde, yasalar şimdi bu kimyasalı kullanan tüm endüstriyel işletmelerde siyanür nötralizasyon tesislerinin kurulmasını gerektirmektedir.

Asit madeni drenajı:

Mevcut veya geçmişteki madencilik sonucu ortaya çıkan asit suları, hava, su ve bakteri varlığında sülfit minerallerinin, özellikle piritin oksidasyonunu sağlar. Bu nedenle kömür sahalarında veya cevher alanlarında gelişebilirler. Suphurik asitler ve demir oksitler üretilir. Asit diğer minerallere saldırır, örneğin kadmiyum gibi toksik elementleri yerel ortama arsenik taşıyan solüsyonlar üretir. Bir madenin keşif, işletme ve kapanma aşamalarında asit suyu oluşumu meydana gelebilir. Bu sular üç ana kaynaktan elde edilebilir: mayın susuzlaştırma sistemi; atık bertaraf tesisleri; ve su yığınları.

Deşarj, yalnızca toprak ve nehirlerin çökeltilmiş demir oksitlerle akışının yerel olarak solması gibi küçük etkiler yaratabilir veya tüm nehir sisteminin ve tarım arazilerinin hava kirliliğine neden olabilir. Bazı madencilik alanlarında, maden kapanması gerçekleştikten sonra bu sorun en kötüsüdür. Bunun nedeni, pompalama ekipmanı çıkarıldıktan sonra meydana gelen su tablası geri tepmesidir ve bu, son on yılda mayın kapanışları hızlandıkça, yüksek kükürt kömürlerinde çalışan ve yeraltında bulunan madenlerde bulunan ve büyük ölçüde yeraltı madenleri olan İngiliz kömür sahalarında acil bir problem haline gelmiştir.

Endüstriyel mineraller Endüstriyel mineral operasyonları, kara ve yeraltı suyu rahatsızlıkları üzerindeki genel çevresel etkiye sahiptir; bunlar maden ocağı genellikle daha küçük ve daha sığ olduğundan ve çoğu durumda daha az atık üretildiğinden ve genellikle daha az atık üretildiği için, bu metal kirliliği ve maden madenciliği ile aynı genel çevresel etkiye sahiptir. cevher dereceleri metal madenciliğinden daha yüksektir.

Ağır metaller veya asit sularından kaynaklanan kirlilik tehlikeleri düşük veya yoktur ve kömürün yanması veya metalik cevherlerin erimesinden kaynaklanan atmosferik kirlilik çok daha az ciddidir veya yoktur. Endüstriyel maden operasyonları tarafından oluşturulan kazılar çoğu zaman şehirlere yakındır; bu durumda zemindeki bu delikler şehir atıkları için çöp sahası olarak büyük değer taşıyabilir.

Yasal önlemler:

Birçok uluslararası madencilik şirketinin şu anda bu tür mevzuatın az veya az olduğu ülkelerde bile en katı öz düzenlemeye bağlı kaldığına dikkat çekilmesine rağmen, kirlilik karşıtı önlemlerin uygulanmasının yasal yolları çok gerekli.

Environmental impact statements:

In many countries it is now mandatory that a company proposing to apply for planning permission to commence a mineral operation prepares such a statement. This covers every aspect from effects on vegetation, climate, air quality, noise, ground and surface water to the proposed methods of ground reclamation at the termination of the operation. In some countries a bond must be deposited to assure that reclamation does take place.

These statements must include records of the condition of the environment in the potential mining area when planning permission is applied for. Companies now collect such data during exploration stage, including surface descriptions and photographs, geochemical analyses showing background levels of metals and acidity and details of the flora and fauna.

From the planning and regulatory authorities' point of view these reports present the most effective means of minimising detrimental effects from the outset, but they may also be of great benefit to the developer because (i) they will help to obtain planning permission in the shortest possible time, and (ii) they often reveal aspects of the operation requiring attention at the outset and thus avoid expensive modifications in the future.

Bugs and in situ Mining:

Pek çok sülfit yatağı, yani porfir bakırları oksitlenmiş cevherlerle kaplanır. Gerekirse, bu tür cevherler, bakır ve uranyum gibi metalleri eritmek için kayaya asit çözeltileri püskürtülerek patlatılarak ve ardından pompalanarak kırılabilir. Metal taşıyıcı çözeltiler yüzeye pompalanır ve metaller geri kazanılır. Çok düşük dereceli, küçük ve aksi takdirde ekonomik olarak uygun olmayan birikintilerden yararlanılabilir ve bu süreç önemli derinliklerde kullanılabilir.

Görünüm:

Geri dönüşüm ve ikame ve yeni malzeme teknolojisi gibi önlemler, maden sömürüsünün çevre üzerindeki etkisini azaltmada rol oynayacaktır, ancak yakın gelecekte endüstri ile herhangi bir şekilde ilgilenen herkesin artan bir sorumluluk duygusuna bakmalıyız. geliştiricileri veya düzenleyicileri olsun.

Bunun gerçekleştiğine dair pek çok umut verici işaret var: örneğin, 1992'de, beş kıtadan 19 büyük maden şirketi, metallerin ve çevre üzerindeki uluslararası konseyi oluşturmak için sesin gelişmesini, uygulanmasını ve uyumlaştırılmasını teşvik etmek üzere bir araya geldi. metallerin güvenli bir şekilde üretilmesini, kullanılmasını, geri dönüştürülmesini ve imha edilmesini sağlayacak çevre ve sağlık politikaları ve uygulamaları.