مقدمه
کره زمین از چهار بخش تشکیل شده است: اتمسفر یا
هوا کره ، هیدروسفر یا
آب کره ، بیوسفر یا
زیست کره و
لیتوسفر یک
سنگ کره. ذخایر معدنی بخشی از لیتوسفر است که بیشتر از سنگها و کانیها ساخته شده است. کانیها که کنترل کننده توزیع عناصر در زمین هستند، مواد جامد طبیعی با ساختمان بلوری مشخص و ترکیب شیمیایی معین می‌باشند. کانیها بر اساس ترکیب شیمیایی به گروههایی تقسیم می‌شوند.
گرچه تا کنون حدود 2000 کانی شناخته شده است، اما حدود 30 کانی تمام
سنگهای راج را تشکیل داده و حدود 50 کانی دیگر نیز بیشتر کانسنکهای فلزی را تشکیل می‌دهد. حدود 100 کانی هم کانیهای صنعتی را بوجود آورده است. ترکیب شیمیایی جزئی بنیادی و مهم از زمین شناسی منابع معدنی را تشکیل می‌دهد.
سنگ دانه‌های کانی بهم پیوسته تشکیل شده‌اند. سنگها بر اساس و ترکیب شیمیایی به گروههایی تقسیم می‌شوند.
منشا عمده‌ترین ذخایر معدنی
سنگهای آذرین
سنگهای آذرین از تبلور و انجماد سنگ مذاب که
ماگما نامیده می‌شود بوجود می‌آید. ماگما بطور معمول از لیتوسفر چگالی کمتری داشته و در آن صعود می‌کند. هنگامی که ماگما به سطح زمین می‌رسد روانه نامیده شد. و سنگهای خروجی شامل آتشفشانها را بوجود می‌آرود. در صورت انجماد ماگما در درون زمین ، سنگهای نفوذی شامل توده‌های بزرگ موسوم به استوک و باتولیت و پیکره‌های تخت موسوم به سیل و دایک را بوجود می‌آورند. سنگهای آذرین بر اساس ترکیب کانیایی و شیمیایی به گروههای
فلسیک ،
متوسط و
اولترامافیک تقسیم می‌شوند.
سنگهای رسوبی
سنگهای رسوبی از موادی تشکیل شده است که بوسیله آب ، باد و یخسار رسوب کرده است. این سنگها ممکن است حاوی ذرات آواری یا مواد خرد شده ، ترکیبات ته نشین شده از آب ، یا محصولات فعالیت آلی باشد.
سنگهای دگرگونی
سنگهای دگرگونی هنگامی بوجود می‌آید که سنگهای دیگر در پوسته زمین مدفون می‌شوند، جایی که فشار و حرارت زیاد تبلور مجدد کانیهای اولیه شده و کانیهای و بافتهای جدیدی بوجود می‌آورد.
استخراج ذخایر معدنی از زمین
بخش جامد زمین به سه بخش
پوسته ،
گوشته و
هسته تقسیم شده است. هسته که بیشتر از آهن و عناصر وابسته به آن تشکیل شده ، همانگونه که پیش از این اشاره شده یک ذخیره معدنی بزرگ به شمار می‌آید. هر چند محدودیت مالی مهندسی ، مانع از استخراج آن می‌شود. جبه که قشر ضخیمی را که گرداگرد هسته را تشکیل می‌دهد از سنگهای اولترامافیک که بطور موضعی غلظتهای قابل توجهی از کروم ، کبالت و نیکل دارد، تشکیل شده است. حتی جبه هم برای فعالیتهای معدن کاری خیلی عمیق است.
بیشتر ذخایر معدنی در پوسته زمین قرار دارد که جبه را پوشانیده و بیشترین گوناگونی سنگهای زمین را از خود بروز می‌دهد. پوسته زمین به دو بخش تقسیم می‌شود که عبارت است از پوسته اقیانوسی با ضخامت بین 5 تا 10 کیلومتر و متشکل از
سنگهای آذرین مافیک (عمدتا
بازالت) و پوسته قاره‌ای با ضخامت بین 20 تا 70 کیلومتر متشکل از
سنگهای فلسیک و
دگرگونی که بوسیله
سنگهای رسوبی پوشیده شده است.
استخراج ذخایر از پوسته اقیانوسی
از دیدگاه مهندسی حتی دستیابی به پوسته اقیانوسی هم دشوار است و فقط در جایی که در اثر گسلش بر روی قاره‌ها رانده می‌شود دسترسی به منابع معدنی آن امکان پذیر است. به این ترتیب این پوسته قاره‌ای است که میزبان بخش اعظم منابع معدنی بشر است. ذخایر معدنی نتیجه مستقیم
تکتونیک صفحه‌ای هستند که حرکات صفحات لیتوسفری را در سطح در بر می‌گیرد. منظور زمین شناسان از واژه لیتوسفر (سنگ کره) ضخامت 100 کیلومتر صلب بیرونی زمین شامل پوسته‌های قاره‌ای و اقیانوسی (بخشهای فوقانی جبه) است، صفحات لیتوسفری بر روی بخشی از جبه که در زیر آنها قرار داشته و از حالت پلاستیکی بیشتری برخوردار بود به
استنوسفر موسوم است، حرکت می‌کند.
صفحات لیتوسفری دارای سه نوع حاشیه می‌باشند، حاشیه واگرا که صفحات در آن بر اثر همرفتی جبه از یکدیگر دور می‌شوند. این نوع حاشیه در تیغه‌های میدان اقیانوسی جایی که مواد جبه بالا آمده و دچار ذوب جزئی می‌شود قرار دارد. این فرآیند ماگمایی بازالتی تولید می‌کند که بر روی بستر اقیانوس جاری شده و ضمن بوجود آوردن پوسته اقیانوسی جدید از تیغه‌ها دور شده و به تدریج بوسیله لایه نازکی از رسوب پوشانده می‌شود. فرآیندهای مشابه در زیر قاره‌ای سبب بوجود آمدن کافتها می‌شود. مانند بحر المیت این کافتها بزرگ شده و اقیانوس جدیدی همانند
دریای سرخ بوجود می‌آید.
حاشیه همگرا جایی تشکیل می‌شود که صفحات بسوی یکدیگر حرکت می‌کنند، بیشتر حاشیه‌های همگرا شامل مناطق فرو رانش می‌شود. جایی که
پوسته اقیانوسی به درون جبه فرو رفته و سبب رخداد ذوب و تولید ماگما با ترکیب متوسط تافلسیک می‌شود صعود این ماگما به سطح زنجیره‌ای از
آتشفشانها موسوم به جزایر قوسی را بوجود می‌آرود. هنگام برخورد دو قاره ، هیچ یک فرو نمی‌رود و معمولا یکی از دو صفحه در طول منطقه فرو رانش بر روی دیگری قرار می‌گیرد. حاشیه موازی جایی تشکیل می‌شود که دو صفحه بطور افقی در امتداد گسلها از کنار یکدیگر عبور می‌کنند، مانند سل سان آندریاس کالیفرنیا.
مشخصات تکتونیکی زمین و ذخایر معدنی
تکتونیک صفحه‌ای دامنه گسترده‌ای از فرآیندها را که به تشکیل ذخایر معدنی می‌انجامد، در بر می‌گیرد. ذخایر معدنی بوسیله فرآیندهای شیمیایی تحت الارضی مرتبط با ماگما و آبهای گرم و همچنین فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی نزدیک به سطح فرسایش و تبخیر ، تمرکز می‌یابند. این فرآیندها در پوسته قاره‌ای بسیار رایجتر بوده و محصولات آنها بهتر حفظ می‌شود. زیرا قاره‌ها سیماهای شناوری هستند که بر روی جبه جابجا می‌شوند. در مقابل ، پوسته اقیانوسی شناور نبوده و در مناطق فرو رانش دوباره به درون جبه فرو رانده می‌شود.
در حقیقت قدیمیترین سنگ پوسته قاره‌ای حدود 4 میلیارد سال است. حتی این سنگهای قدیمی پوسته قاره‌ای نیز بطور قابل توجهی جوانتر از کره زمین هستند که حدود 4.5 میلیارد سال سن دارد. علت این امر این است که قدیمیترین سنگهای زمین در اثر فرسایش از بین رفته و یا بوسیله سنگهای جوانتر پوشانده شده است. بنابراین حتی در روی قاره‌ها نیز فراوانی سنگهای چهار بخش اصلی
تاریخ زمین یعنی ائون ، هادئن ، آرکئن ،
پروتروزوئیک و
فانروزوئیک با افزایش سن بطور فزاینده‌ای کاهش می‌یابد. در بیشتر موارد ، سنگهایی با سن هدین و ارکن هسته‌های پایدار قاره‌ها موسوم به
کراتونها یا
سپرها را تشکیل داده ، سنگهای پروتوزوئیک و فانروزئیک بیشتر در کمربندهای دگر دیسیده احاطه کننده این هسته‌ها یافت می‌شود.
چشم انداز بحث
دیدگاه تکتونیک صفحه‌ای بینش مفیدی را در رابطه با حد نهایی معدنی بشر بدست می‌دهد. تکتونیک صفحه‌ای ، صفحات لیتوسفری را با سرعت سیار کند چند سانتیمتر در سال حرکت می‌دهد. این نرخ حرکت نیز به نوبه خود تشکیل ماگما ،
فرسایش ،
رسوبگذاری که همگی در تشکیل هر یک از ذخایر معدنی بسیار کند از نرخ استخراج آنهاست. توانایی بشر در رفع نیاز خود به منابع معدنی از آنجا ناشی می‌شود که در حال مصرف تمام ذخایر تشکیل شده در طول تاریخ زمین است. با بالا رفتن نرخ مصرف ، به محدوده‌ای می‌رسیم که از روی نرخ تشکیل ذخایر معدنی توسط زمین تعریف می‌شود. بنابراین پی بردن به نحوه تشکیل این ذخایر خالی از فایده نخواهد بود.
مباحث مرتبط با عنوان
