złoże
 
Encyklopedia PWN
złoże,
naturalne nagromadzenie kopaliny w skorupie ziemskiej lub na jej powierzchni, w takiej formie i ilości, które umożliwiają jej gospodarce wykorzystanie obecnie lub w przyszłości.
Czynnikami decydującymi o uznaniu skupienia kopaliny za złoże są: wielkość zasobów kopaliny, zawartość składnika użytecznego w kopalinie (np. procentowa zawartość metalu w rudzie) i jej parametry jakościowe (np. skład chemiczny i mineralny umożliwiające zastosowanie wydajnych technologii przeróbki), budowa geologiczna terenu, forma utworów geologicznych zawierających kopalinę, warunki eksploatacji górniczej (np. zawodnienie, występowanie gazów, aktywność sejsmiczna) oraz czynniki gospodarczo-ekonomiczne: ceny surowców mineralnych uzyskiwanych z kopaliny, poziom techniki górniczej, koszty budowy zakładu górniczego; ważne jest też położenie geograficzne, które wpływa zasadniczo na możliwość wykorzystania złoża, co jest uzależnione od warunków klimatycznych, zaludnienia obszaru, sieci komunikacyjnej, czynników ochrony środowiska (parki narodowe, rezerwaty) oraz czynników warunkujących dostępność górniczą (m.in. głębokość zalegania kopaliny, jej miąższość). Wymagania, jakim powinno odpowiadać złoże są określane przez kryteria bilansowości; pozwalają one na ustalenie granic złoża, a więc jego kształtu i objętości, a zatem ilości zawartej w nim kopaliny, czyli zasobów kopaliny. Ustalane granice złoża i jego kształt zależą od aktualnego poziomu technologii i ulegają zmianom w miarę postępu nauki i techniki.
Złoża kopalin powstają w wyniku różnorodnych procesów geologicznych (jednego lub wielu); tworzą się równocześnie ze skałami otaczającymi lub powstają później niż skały w których występują. Według klasyfikacji genetycznej rozróżnia się 2 główne grupy złóż: złoża endogeniczne, powstałe pod wpływem energii wewnętrznej Ziemi (endogeniczne procesy), i złoża egzogeniczne (hipergeniczne), powstałe na powierzchni Ziemi lub płytko pod powierzchnią, wskutek czynników zewnętrznych (egzogeniczne procesy).
Złoża endogeniczne dzielą się na : złoża magmowe (magmogeniczne) i złoża metamorficzne. Złoża magmowe powstawały we wszystkich etapach zestalania się magmy, także pod wpływem par, gazów i roztworów mineralnych wydzielających się z magmy w końcowym stadium jej zestalania się (pomagmowe procesy); należą do nich złoża likwacyjne (likwacja), zawierające magnetyt i chromit, także rudy niklu, miedzi, platyny, złoża pegmatytowe (pegmatyt), bogate w pierwiastki ziem rzadkich, beryl, wiele kamieni szlachetnych, złoża pneumatolityczne (pneumatoliza), zasobne m.in. w cynę, lit, molibden, wolfram, żelazo, miedź, wolfram i in.; złoża hydrotermalne (hydrotermalne procesy), występujące często w postaci żył (żyły kruszcowe), są źródłem wielu metali, np. miedzi, cynku, ołowiu. Obecnie najważniejszym typem złóż hydrotermalnych są tzw. złoża porfirowe, związane z hipabisalnymi (subwulkanicznymi) intruzjami magmowymi skał średniozasadowych i kwaśnych, będące głównym źródłem miedzi, a także złota, molibdenu i srebra. Do złóż magmowych należą też złoża wulkaniczne, wśród których rozróżnia się złoża hipabisalne (subwulkaniczne), związane z intruzjami na małych głębokościach, w których magma nie wydostaje się na powierzchnię Ziemi, złoża ekstruzywne, związane z lawami o małej lepkości: riolitowymi lub dacytowymi (erupcja), złoża piroklastyczne (piroklastyczne materiały), a także złoża ekshalacyjne, których źródłem są ekshalacje wulkaniczne, np. bogate w siarkę solfatary. Z. magmowymi surowców skalnych, stanowiących cenne materiały budowlane, są skały magmowe, zarówno głębinowe, jak i wylewne (granity, sjenity, gabra, andezyty, porfiry, melafiry, bazalty, tufy wulkaniczne i in.).
Złoża metamorficzne powstają wskutek koncentracji składnika użytecznego w wyniku procesów metamorfizmu; dotyczy to metamorfizmu regionalnego, powodującego przekształcenia skał osadowych w łupki krystaliczne, kwarcyty i marmury, oraz metamorfizmu kontaktowego w strefie przyległej do intruzji — powstają rudy żelaza, miedzi, cynku, ołowiu, srebra i złota, a w przypadku zmetamorfizowanych bogatych w glin łupków ilastych — kamienie szlachetne, np. korund (w tym rubin i szafir). Niekiedy trudno rozróżnić złoże metamorficzne powstałe w wyniku procesów metamorfizmu od uformowanych wcześniej złóż magmowych lub osadowych, a dopiero później zmetamorfizowanych.
Złoża egzogeniczne dzielą się na złoża wietrzeniowe, złoża osadowe oraz złoża diagenetyczne. Złoża wietrzeniowe powstają wskutek procesów wietrzenia; minerały odporne na działanie czynników niszczących, pochodzące ze zwietrzałych skał starszych, dzięki sortującemu działaniu erozji, np. wód opadowych, wód rzecznych, wiatru, gromadzą się w złożach okruchowych, zwanych rozsypiskowymi: deluwialnych (deluwium), aluwialnych (aluwia), eluwialnych (eluwium) lub eolicznych (eoliczne procesy); występują w nich np. złoto rodzime, diamenty, platynowce, minerały cyny, tytanu. Wietrzenie chemiczne skał magmowych i metamorficznych w warunkach wysokiej wilgotności i temperatury prowadzi do wyługowania z nich niektórych kationów i powstawania złóż wietrzeniowo-chemicznych, zwanych złożami rezydualnymi — gdy koncentracja minerałów użytecznych następuje w pozostałościach skał wietrzejących (np. złóż krzemianowych rud niklu w postaci zwietrzeliny na skałach serpentynitowych), lub złożami infiltracyjnymi — w przypadku, gdy składniki użyteczne wyługowane z jednych skał zostały wytrącone w skałach sąsiednich, np. złoża rud uranu, miedzi, żelaza. Złoża osadowe powstają wskutek sedymentacji substancji mineralnych w rzekach, morzach lub jeziorach. Gdy czynnikiem koncentrującym minerały użyteczne są prądy rzeczne lub morskie złoża określa się jako osadowo-mechaniczne; należą do nich najbardziej rozpowszechnione złoża piasku i żwiru, piaskowców i zlepieńców oraz glinek i in. kopalin ilastych. Produkty wietrzenia chemicznego przechodzące do roztworów powodują powstawanie złóż osadowo-chemicznych — gdy wytrącanie substancji mineralnych warunkują procesy chemiczne, lub złóż biogenicznych — gdy w tworzeniu złoża biorą udział organizmy roślinne lub zwierzęce, a złóż ewaporacyjnych — gdy powstały one w wyniku odparowania wody w basenie sedymentacyjnym. Często procesy te współwystępują w środowisku wodnym i powstawanie złóż jest wynikiem ich nakładania się. Przykładem złóż osadowo-chemicznych i biogenicznych są złoża wapieni, dolomitów, kredy, fosforytów, rud miedzi, manganu, żelaza, siarki, a złóż ewaporacyjnych — gipsy i anhydryty, sól kamienna i sole potasowo-magnezowe. Złoża diagenetyczne powstają pod wpływem procesów diagenezy prowadzących do lityfikacji osadu, zachodzących w przypowierzchniowych strefach skorupy ziemskiej, gdzie zalegają młode osady, a także działających w początkowych etapach przeobrażeń pogrążającej się materii organicznej z której powstają złoża torfu, węgla brunatnego, węgla kamiennego, antracytu, a także ropy naftowej i gazu ziemnego
Ostatnio, zgodnie z teorią tektoniki płyt litosfery, w powstawaniu kopalin podkreśla się szczególną rolę procesów zachodzących w morzu. Grzbiety śródoceaniczne stanowiące granice rozsuwających się płyt litosfery są strefami wulkanizmu i miejscami tworzenia się złóż rud metali. Ze szczelin w dnie oceanu, zwanych czarnymi „smokerami”, wypływają gorące roztwory hydrotermalne, z których, po oziębieniu w wodzie morskiej, wytrąca się czarny pylasty siarczek żelaza (powstają złoża pirytowe) oraz tworzą się wielkie kopce zbudowane z siarczków cynku, miedzi i żelaza, podobne do wielu złóż utworzonych w przeszłości geologicznej. Na dnie oceanów powstają złoża konkrecji manganowych zawierających nikiel, kobalt i miedź, należące do grupy złóż osadowo-chemicznych.
Klasyfikację technologiczną złóż przeprowadza sie na podstawie ich przydatności dla określonej gałęzi przemysłu; rozróżnia się złoża kopalin energetycznych (węgla kamiennego, węgla brunatnego, ropy naftowej, gazu ziemnego i rud uranu), z. kopalin metalicznych (rud żelaza, metali uszlachetniających stal, metali lekkich, kruchych, nieżelaznych, szlachetnych, rzadkich oraz pierwiastków ziem rzadkich), a także kopalin niemetalicznych, które, ze względu na zastosowanie, dzieli się na złoża: kopalin chemicznych, ceramicznych, materiałów ogniotrwałych, budowlanych materiałów wiążących, szklarskich i in. Ze względu na wielkość rozróżnia się złoża ogromne (zwane gigantami w przypadku złóż ropy naftowej), wielkie, duże, średnie i małe; klasyfikacja ta ma znaczenie dla ekonomicznej oceny złóż; wielkościzłóż różnych kopalin są nieporównywalne; skupienia kopaliny o masowym zapotrzebowaniu (np. sól kamienna, węgiel, rudy żelaza) są traktowane jako złoża przy zasobach dziesiątków i setek mln ton, podczas gdy skupienia cennych metali, jak złoto, platyna, itp., są złożami przy zawartości kopaliny już od kilku ton. Inną cechą złóż ważną dla oceny ekonomicznej jest ich rozprzestrzenienie w skorupie ziemskiej; może ono być powszechne, obfite i ograniczone. Złoża powszechne występują w wielu miejscach skorupy ziemskiej, a ich przykładem są złoża kopalin skalnych, soli itp.; złoża obfite mają zasoby wystarczające na kilka okresów amortyzacji kopalń; należą do nich złoża węgla kamiennego, rud żelaza, surowców chemicznych; złoża ograniczone są nieliczne i rozmieszczone nieregularnie; występują w nich różne rodzaje rud metali, także baryt, fluoryt oraz wiele kopalin skalnych, jak np. kaolin, magnezyt, talk, łyszczyki.
Istnieje także klasyfikacja morfologiczna złóż, która obejmuje budowę złóż — ułożenie kopaliny w przestrzeni oraz formę — geometryczną kształt skupienia kopaliny; na budowę złoża największy wpływ mają zjawiska tektoniczne; zależnie od formy złoża, rozróżnia się: diapiry (np. złoża soli), pnie (złoża skał magmowych), sztokwerki (cienkie żyłki kopaliny rozmieszczone w izometrycznej masie skalnej charakterystyczne dla złóż rud metali), gniazda i kieszenie; złoża płytowe charakteryzują znaczne wymiary w dwu kierunkach, przy niewielkiej miąższości, należą tu pokłady, żyły (sille i dajki), soczewki; złoża słupowe (kominowe, cygarowe) odznaczają się wydłużeniem w jednym kierunku, a ich przekroje bywają eliptyczne lub owalne. Klasyfikacja morfologiczna złóż ma zasadnicze znaczenie dla poszukiwań geologicznych; uwzględnia się ją przy pracach dokumentacyjnych i zaszeregowaniu złoża do określonej grupy formy i budowy złoża oraz przy wyborze metod wydobycia. Obecnie wydobycie kopalin metodami podziemnymi prowadzi się ze złóż o głębokości ponad 1 km, a złoża ropy naftowej i gazu ziemnego eksploatuje się metodami wiertniczymi z ponad 7 km głębokości.
Ilustracje
Złoża magmogeniczne wokół intruzji granitowej (wg Fersmana): 1 intruzja magmowa, 2 skały przeobrażone, 3 złoża kruszcowe, 4 wapienie, 5 łupki ilaste, 6 piaskowce rys. W. Mizerski/Archiwum Ilustracji WN PWN SA © Wydawnictwo Naukowe PWN
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia