Studie využitelnosti ložiska štěrkopísku Pohořelice Workshop Hvězdárna Brno

Studie využitelnosti ložiska štěrkopísku Pohořelice Workshop 10.-11.10 Hvězdárna Brno 2011 © xamil.cz

Bohatství Země – ESF a PřF MU

1

Program a obsah workshopu 



1. Blok workshopu - teorie  Geologický vývoj Země a vznik hornin - teoretický základ pro uvědomění si souvislostí se stavbou našeho území a vznikem našeho ložiska.  Vznik sedimentárních ložisek (štěrkopísek, tantal, platina). 2. Blok workshopu – práce se zdroji  Výpočty zásob ložiska  Doporučené zdroje pro čerpání informací, mapové aplikace  Zásady psaní akademické práce, citace, práce se zdroji, MS Word.


2016 © Atemi s.r.o.

 Ale především velký prostor pro vaše dotazy, otázky či osobní konzultace! 2

Program a obsah workshopu 

3. Blok  Jak „fungují“ minerály  Zdroje, využití a problematika surovin tantalu a platiny.  Promítnutí dokumentárního filmu Krev v mobilech.

2010 © Poulsen / Blood in the mobile

Foto © Jan Loun


 Ale především velký prostor pro vaše dotazy, otázky či osobní konzultace! 3

1. Blok – Geologický vývoj Země   

 

Teorie - vznik Země a hornin – souvislosti, provázanost Geologie – nauka o Zemi, jejím vzniku a vývoji Stáří Země je 4,6 mld. let, téměř nepředstavitelné časové hledisko vůči lidské historii či životu. Zemské jádro, plášť, kůra Různá hloubka, různé složení a teplota směrem do hloubky stoupá tlak i teplota


VŠB-TU Ostrava, Jelínek © 2010

Živá planeta © 2016

4

 

Zemská kůra je rozlámaná do více tzv. litosférických desek (Euroasijská, Africká apod.) Desky se pohybují různými směry (navzájem se oddalují, naráží do sebe, podsouvají se), rychlost do 10 cm za rok – Wegenerova teorie kontinentálního driftu (1912)

USGS © 1996


5

   

Rozdělujeme pevninské a oceánské desky - rozdílná tloušťka, horninové složení. Desky „plavou“ na zemském plášti (astenosféře), který je horký a plastický (dal by se např. přirovnat k horkému asfaltu). Pohybují se díky tzv. konvekčním proudům v plášti (velmi pomalá cirkulace hmoty) Teplejší hmota má nižší hustotu, je lehčí, stoupá, při ochlazení se hustota zvyšuje

Přeneseně bychom konvekční proudy mohli srovnat s prouděním vody při ohřevu

VŠB-TU Ostrava, Jelínek © 2010


6

 

Vzájemné pohyby desek vytváří různé prostředí a různé typy hornin - hlavní horotvorné činnosti – orogeneze – byly způsobené právě srážkami litosférických desek Koloběh pohybů litosférických desek (rifting, rozpínání desek, oddalování, vznik oceánů, subdukce - podsouvání lehčí desky pod druhou těžší (oceánská vs. pevninská; oceánská vs. oceánská), kollize dvou pevninských desek).

© Geofyzikální ústav Akademie věd ČR, v.v.i.


7

© Google


8

Alternativní  teorie pohybu kontinentů © 20th Century Fox Bohatství Země – ESF a PřF MU

9

1. Blok – Koloběh hornin a jejich vznik 





Horniny magmatické (vyvřelé) krystalizují z magmatu  světlejší, „kyselé“ granity (žuly)  tmavé, „bazické“ př. bazalty (čediče)  výlevné i žilné (např. pegmatity) Horniny sedimentární (usazené)  zvětrávání ostatních hornin, transport řekami, větrem, usazování v nížinách a mořích Horniny metamorfované (přeměněné) – horniny se dostanou do vyššího tlaku a teploty, mění se jejich minerální složení (peridotit-serpentinit; žula-ortorula)


© The Geological Society of London

10

1. Blok – Ložiska nerostných surovin a jejich vznik 

 

Ložisko nerostných surovin = nahromadění určitého nerostu v množství, které dovoluje jeho ekonomické využití.  V žule může být několik procent železa, jsou ale vázány v minerálech se složitější stavbou (např. slída)  Železo se tedy získává z železných rud, oxidy železa (magnetit, hematit, desítky procent železa, snadnější úprava) Na různé procesy a typy hornin jsou vázány rozdílné typy ložisek (kam s ropou, zlatem?) Rozdělujeme primární a sekundární ložiska


© The Geological Society of London

11

1. Blok - vznik sekundárního, sedimentárního ložiska   

Ložiska štěrkopísků patří k sekundárním, sedimentárním ložiskům Sestává se vlastně z valounů různých typů hornin a minerálů (i těch vzácnějších minerály platiny, tantalit), které přinesla řeka. Rozdílná síla a procesy (eroze, transport, opracování, ukládání) na horním, středním či dolním toku řeky.

Valouny tantalitu - foto Jan Loun

Valouny, frakce 16-22 mm 2005-2016 © Jan Cielecký


12

1. Blok – Geologický vývoj oblasti okolí ložiska  

Kudy teče řeka, co může rozrušovat, transportovat a ukládat? Geografie vs. geologie. Dvě základní geologické jednotky starší Český masiv a mladší Západní Karpaty.

ČM ZK Česká geologická služba 2016


13

 

Brněnský a Dyjský masiv - velmi staré horniny, datace až 725 mil. let, zejména vyvřelé horniny - žuly (granodiority), kadomská orogeneze, neoproterozoikum (starohory). Okolí Brna, „pás“ směrem na Znojmo

Brno

Pohořelice

Česká geologická služba 2016


14

 

Moldanubikum - metamorfované horniny (ortoruly, pararuly, granulity, serpentinity a další) Magmatické horniny a žíly (žuly, syenity, pegmatity), stáří konec prvohor, variské vrásnění, horotvorná činnost (vysoká pohoří, velehory, dnes již oderodovány – Vysočina.

Brno

Pohořelice



15

 

Západní Karpaty - příkrovy patřící horskému pásmu Karpat (Alpsko-himalájské vrásnění) - sedimentární horniny (pískovce, slepence, jílovce, jíly) Karpatská předhlubeň (jíly) a příkrovy, hory - Vnější Karpaty (pískovce, slepence)

Brno

Pohořelice



16



Ložisko štěrkopísku (platiny, niobu a tantalu) u Pohořelic - uložené kvartérní (čtvrtohorní) štěrko-hlinitopísčité říční, nivní (fluviální) sedimenty



Těžní jámy se samy zaplavují (vysoká hladina spodní vody), používají se plovoucí bagry, dopravníkové pásy, třídící linky, expedice materiálu


Slovenský Rybár © 2005 Foto Ivo Macek

17

Foto Ivo Macek

Ložisko štěrkopísku Tovačov - exkurze 2016 © Českomoravský cement, a.s.


18

 

Termín rešerše do 30.11.2016 Dotazy, připomínky, nejasnosti...?

2016 © Rovina Písek a.s.


19

2. Blok - výpočty zásob 

  



Souřadnicový systém S-JTSK - systém jednotné trigonometrické sítě katastrální. Pravidelná pravoúhlá souřadnicová síť. Složený výpočet ze základních geometrických těles. Výpočty nutno dodat s postupem!! Nikoli pouze výsledky. Ideálně pracovat s MS Excelem. Termín odevzdání výpočtů 16.1.2017


20

2. Blok - práce se zdroji - mapové podklady ČGS 

Česká geologická služba: on-line mapové aplikace – př. Surovinový informační portál, Geologická mapa 1 : 50 000 (http://www.geology.cz/extranet/mapy/mapyonline/mapove-aplikace).



21

2. Blok - zásady pasní akademického textu, citace, literatura, zdroje, práce s MS Wordem    

   

Norma - ISO 690 - citace (odkazy) i v textu a pak na konci práce. Možnost využití webu citace.com - http://www.citace.com/vytvorit-citaci. Nestačí pouze zkopírovat webovou adresu - i ta se musí citovat správně. Akademická práce - gramatika, pravopis, stylistika - nechte si vždy přečíst text od někoho dalšího, kdo se nepodílel na vaší práci, nepsal ji - určitě tam uvidí chyby či prostor ke zlepšení. Vyvarovat se nevhodných slovních spojení, expresivních, citově zbarvených výrazů. Práce musí mít hlavičku (název, autory, anotaci), obsah a členění kapitol (automatický obsah, víceúrovňové členění), úvod, vlastní práce, závěr. Je vhodné pracovat s odstavci, raději více členit text, kapitoly (číslovat). Použité obrázky (pokud nejsou vaše vlastní) musí také obsahovat odkaz na zdroj a měly by se číslovat (Obr. 1, Obr. 2, Obr. n), takto očíslované je také uvést v textu.


22

2. Blok - další doporučené studijní zdroje  

  



Wikipedie je dobrá k uvědomění si základních pojmů, ale i zde se pracuje s externími zdroji! STARÝ, Jaromír, Ivo SITENSKÝ, Dalibor MAŠEK, Tereza HODKOVÁ, Mirko VANĚČEK, Jaroslav NOVÁK, Anna HORÁKOVÁ a Pavel KAVINA. 2015. Surovinové zdroje České republiky: Nerostné suroviny (Ročenka 2015). Praha: Česká geologická služba. ISBN 978-80-7075-903-5. Dostupné také z: http://www.geology.cz/extranet/publikace/online/surovinove-zdroje/SUROVINOVEZDROJE-CESKE-REPUBLIKY-2014.pdf Internetové studijní materiály VŠB-TU Ostrava (http://geologie.vsb.cz/loziska/loziska/) ZIMÁK, Jiří. 2005. Skripta Ložiska nerostných surovin část 1.-3. Katerdra geologie PřF UP Olomouc (http://www.geology.upol.cz/upload/studijni_materialy/plne_texty_skript/) KACHLÍK, Václav. 2003. Geologický vývoj území České republiky: Doplněk k publikaci „Příprava hlubinného úložiště radioaktivního odpadu a vyhořelého jaderného paliva. 1. Praha: SÚRAO. Dostupné také z: http://is.muni.cz/el/1431/jaro2008/Z4066/reggeol.pdf Česká geologická služba: on-line mapové aplikace – př. Surovinový informační portál, Geologická mapa 1 : 50 000 (http://www.geology.cz/extranet/mapy/mapy-online/mapove-aplikace)


23

3. Blok - Mineralogie  Celá Země, všechny horniny a všechny nerostné suroviny (kromě ropy a vody) jsou složeny z minerálů.  Pokud nerozumíme minerálům, nemůžeme rozumět ani výše uvedenému.  Co musí splňovat minerál?  Kolik jich známe?


24

3. Blok - Definice minerálu  





Chemická látka v pevném skupenství vzniklá přírodními procesy Musí mít unikátní krystalovou strukturu (pravidelné uspořádání atomů v krystalové mřížce) např. grafit a diamant (C); kalcit a aragonit (CaCO3) Nebo stejnou strukturu a unikátní chemické složení – Mg2SiO4 – forsterit a Fe2SiO4 fayalit. Minerály musí být elektroneutrální (součet kladných a záporných nábojů musí být 0 www.pinterest.com


25

3. Blok - Jak atomy vytvářejí minerály  Každý atom (iont) je jinak veliký  Funguje to jako lego  Struktura minerálu je stavebnice a můžete do ní dát jen kostičky (atomy), které se do ní (velikostí a valencí) hodí.  Aby se mohly atomy zastupovat neměly by se lišit o více než 15% Iontové poloměry vybraných prvků v pm (pikometrech). Bohatství Země – ESF a PřF MU

26

Minerály skupiny kolumbitu Kolumbit-(Fe)

FeNb2O6

Kolumbit-(Mg)

(Mg,Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6

Kolumbit-(Mn)

(Mn,Fe)(Nb,Ta)2O6

Qitianlingit

(Fe,Mn)2(Nb,Ta)2WO10

Tantalit-(Fe)

FeTa2O6

Tantalit-(Mg)

(Mg,Fe2+)(Ta,Nb)2O6

Tantalit-(Mn)

MnTa2O6


Složení kolumbit-tantalitu z různých lokalit – Wise et al. 1998 27

Složení tantalitu ze zadání  Zcela přesně se jedná o tantalit-(Mn)  (Mn0,29Fe0,71) ∑1(Ta1,3Nb0,7)∑2O6  Jeden mol tantalitu ze zadání obsahuje 1,3 molu Ta

Zdroj obrázků: Wikipedia


28

Niob a tantal 



Tantal - minerály ze skupiny kolumbitu a tantalitu, obecný vzorec (Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6 – nachází se v pegmatitech (žilné magmatické horniny). Oba jsou těžké a koncentrují se v náplavech.

Tantalové kondenzátory © wikipedia Bohatství Země – ESF a PřF MU

Tantalit © magmacoltan.com

29

Vznik pegmatitů  

 

Žilné magmatické horniny odvozené z žul Většina vzácnějších prvků (Li, Be, Nb, Ta, Sn ...) se nehodí do struktur běžných minerálů (živce, křemen, slídy) a hromadí se ve zbytkové tavenině Ta poté utuhne ve formě samostatných žil Nejbližší lokalita Rožná


30

Těžba a využití Ta

© USGS 2016

© Petr Rambousek a Jaromír Starý

Světová produkce tantalu v tunách


31

Těžba v Kongu

Fotografie: Jan Loun Fotografie: Jan Loun Bohatství Země – ESF a PřF MU

32

Těžba v Kongu

Fotografie: Jan Loun Bohatství Země – ESF a PřF MU

Fotografie: Jan Loun 33

Platina 



 

Nachází se často ryzí, nebo ve formě slitin v bazických a ultrabazických magmatických horninách (málo Si a hodně Mg, především v zemském plášti). Největší ložiska v jižní Africe (Bushveld Complex – cca 2/3 světové produkce) a Rusku. Katalyzátory, investice. Zvětráváním primárních ložisek se dostává do sedimentů Krychle platiny, 0,5 cm, Konder - Rusko © Van king


34

Jak moc je platina vzácná? 



 

Sluneční soustava celkově asi 1 ppm (g/t) (Anders and Grevesse, 1989) Silikátová část Země (plášť) - 7,1 ppb (mg/t) (Mc.Donaugh and Sun, 1995) Svrchní kůa 0,4 ppb (Wedepohl, 1995) Primární ložiska od 5g/t, sedimenty od 0,5 http://www.periodni.com/rare_earth_elements.html


35

Vznik platinových ložisek  





Přesné procesy velmi komplikované Váže se buďto na vrstvy chromitu (FeCr2O4) – Merensky Reef – Bushweld complex Nebo se koncentruje v oddělené tavenině se sulfidy (likvační ložiska) společně s Ni, Cu – Sudbury, Noril`sk Koncentrace v sedimentech


Vrstva chromitu, Merensky Reef, Jižní Afrika © www.geologyforinvestors.com

36

Těžba a využití Pt

© USGS 2016

Světová produkce platiny (v kilogramech)


© Petr Rambousek a Jaromír Starý

37

Studie využitelnosti ložiska štěrkopísku Pohořelice Workshop Hvězdárna Brno

Recommend Documents