Les dépôts minéraux: signification et composition
Après avoir lu cet article, vous apprendrez: - 1. La signification des gisements minéraux 2. La classification des gisements minéraux 3. Les veines minérales et la composition du minerai 4. La prospection des gisements minéraux 5. Les métaux extraits.
Contenu:
- Signification de dépôts minéraux
- Classification des gisements minéraux
- Veines minérales et composition du minerai
- Prospection de gisements minéraux
- Métaux extraits de gisements minéraux
1. Signification des dépôts minéraux:
Les gisements minéraux désignent la présence d’un ou de plusieurs minéraux en concentration pour constituer un gisement de valeur économique. Un minerai fait référence à un agrégat minéral à partir duquel un ou plusieurs métaux peuvent être extraits de manière rentable. Un gisement minéral est généralement constitué d’un ou de plusieurs minéraux ferreux métalliques associés à des matières minérales ou rocheuses indésirables ou peu rentables, appelées gangues.
Un corps minéralisé a une certaine forme et des formes qui sont importantes, car elles déterminent la manière dont le corps minéralisé peut être travaillé. Une masse de minerai tabulaire plus ou moins nettement définie à partir de la roche est une veine.
Alors que les veines minérales sont en cours de formation, des ouvertures ou cavités irrégulières se forment, appelées vugs ou druses. Plusieurs veines étroitement espacées de sorte que toutes sont réunies avec la roche et extraites ensemble constituent un filon.
2. Classification des gisements minéraux:
La particularité des gisements minéraux est qu'ils contiennent des minéraux utiles sous forme concentrée en grande quantité. Les gisements minéraux peuvent être classés en fonction des processus géologiques à l'origine des concentrations.
Ils sont classés en:
1. Concentration par activité ignée.
2. concentration par intempéries, et
3. Concentration par processus sédimentaires.
1. Concentration par activité ignée:
Ce type de concentration est subdivisé en (a) concentration magmatique et (b) solution hydrothermale.
(a) Concentration magmatique:
Certains minéraux peu communs ou accessoires de magmas se concentrent pour former des corps de taille et de richesse suffisantes pour devenir des gisements précieux lors d’un processus de cristallisation simple ou à partir de la concentration par différenciation de masses ignées intrusives.
Il existe des associations précises entre des minerais magmatiques spécifiques et certains types de roches. Les riches gisements minéraux se rencontrent principalement avec des roches ignées basiques profondes comme la norite, la péridotite, le gabbro et l’anorthosite.
Exemples:
Platine, chromite, nickel, cuivre et diamant.
Au cours de la cristallisation progressive du magma, le captage des minéraux de la roche cristallisants précoces laisse un liquide résiduel, généralement de la silice, qui s’enrichit progressivement en substances volatiles et en gaz. Certains composés de métaux et d’autres substances de valeur sont également contenus dans les liquides résiduels sous forme concentrée, ce qui entraîne la formation de roches de pegmatite avec ses riches gisements minéraux dans des conditions favorables.
b) Solutions hydrothermales:
À l'approche de la cristallisation finale du magma, les solutions aqueuses résiduelles sont évacuées sous forme de gaz ou de liquides, ou les deux, qui s'écoulent vers le haut dans des régions où la pression est plus basse. Ces solutions magmatiques ascendantes à chaud sont appelées solutions hydrothermales et sont responsables du dépôt de certains minéraux.
En fonction de leur mode de formation, les gisements sont classés en trois groupes, comme indiqué dans le tableau 1 ci-dessous:
Dépôts de remplacement:
Le remplacement est un processus de solution capillaire simultanée et de dépôt dans lequel un nouveau minéral est substitué à un ou plusieurs minéraux formés auparavant. C’est par ce processus que se forment les minéraux des dépôts du métamorphisme de contact.
Les minerais importants de cette catégorie sont le fer, le cuivre, le plomb, l'or, l'argent, l'étain, le mercure, le manganèse, la baryte, la magnétite, la fluorite et la cyanite. Dans un processus de remplacement appelé pétrification, le bois peut être transformé en silice (un seul minéral peut remplacer un autre tout en conservant sa forme et sa forme). Un gros corps de minerai solide peut remplacer un volume égal de roche.
2. Concentration par altération:
Les roches réagissent aux intempéries sous un climat chaud et humide et, dans ce processus, leurs composants sont éliminés soit en solution, soit par action mécanique.
Exemples:
Minerai de bauxite, oxyde de fer et oxydes de manganèse.
Enrichissement secondaire ou supergène:
Certains gisements de minerai sont exposés à l'érosion puis subissent une altération avec les roches environnantes. Les eaux de surface dominantes agissent sur de nombreux minerais en les oxydant, ce qui produit des solvants qui dissolvent d’autres minéraux et les transportent jusqu’à la nappe phréatique.
Dans ce processus, le contenu métallique est précipité sous forme de sulfures secondaires, ce qui donne lieu à une zone d’enrichissement secondaire ou supergénique. Ces processus d'oxydation et d'enrichissement secondaire forment des minerais de fer riches et des gisements de cuivre. La présence de ce type de dépôt est indiquée par la récolte de dépôts limonitiques rouillés jaunes. Ces dépôts s'appellent gossan ou caprock.
3. Concentration par processus sédimentaires:
Dépôts de placeurs:
Le dépôt de placers est un type de dépôt superficiel de minerais métalliques. Les placers sont des concentrations de minéraux relativement lourds dans les cours d'eau ou les sables des plages. Lorsque des matériaux altérés sont transportés par de l'eau ou de l'air en mouvement, les matériaux les plus lourds ont tendance à s'accumuler dans les bassins du canal.
Les minéraux lourds s’accumulent en grandes concentrations, car leur densité supérieure les empêche de pouvoir être transportés aussi facilement que le quartz, le feldspath et les argiles plus légers. Les minéraux lourds accumulés doivent également être stables dans des conditions climatiques à la surface de la terre.
Les minéraux doivent donc posséder les trois propriétés, à savoir. densité élevée, résistance chimique aux intempéries et à l'abrasion mécanique. Ainsi, la pyrite, bien que lourde, ne se produit pas dans les placers, car elle s'oxyde facilement et est altérée par la limonite ou d'autres hydroxydes de fer. Un certain nombre de minéraux satisfont toutefois aux exigences d’accumulation en tant que placers.
Les minéraux de cette catégorie sont l’or, le platine, le tinstone, la magnétite, la chromite, l’ilménite, le cuivre indigène, les gemmes, le zircon, le vif argent, etc. et la précipitation des sels dans les anciens bassins maritimes et lacustres.
3. Veines minérales et composition des minerais:
Les veines sont les principales sources de la plupart des métaux. Les veines sont formées comme suit. L'eau circulant dans les fissures et autres ouvertures laisse du minerai dans les ouvertures, puis pénètre dans les parois rocheuses. À certains endroits, le minerai est déposé par remplacement dans le mur rocheux près des ouvertures.
Les veines et les gisements de minerai associés formés dans et le long des ouvertures constituent des sources très précieuses de métaux tels que l'or, l'argent, le cuivre, le plomb, le zinc et le mercure. Certaines veines contiennent un seul métal et certaines veines contiennent deux métaux ou plus. Certaines veines contiennent un métal à l'état natif, comme des veines aurifères et des veines de cuivre.
Dans de nombreux cas, les métaux sont combinés chimiquement avec d'autres éléments. Par exemple, le plomb se présente sous la forme de sulfure de plomb et de galène. Le zinc se présente sous forme de sphalérite de sulfure de zinc et le cuivre sous forme de chalcopyrite et de chalcocite de sulfure de cuivre.
On trouve principalement de l'étain sous forme de cassitérite d'oxyde. Certains métaux sont présents dans les composés contenant de l'arsenic. En général, les minerais de fer se trouvent dans les veines et les gisements. Les minéraux de fer comprennent les sulfures pyrite et pyrrhotite et les oxydes d'hématite et de magnétite. Dans la plupart des veines, les métaux existent sous forme de sulfures ou en association avec des sulfures.
4. Prospection des gisements minéraux:
Certaines des méthodes géophysiques utilisées pour la prospection de gisements minéraux sont:
(a) Méthode magnétique.
b) Méthode électrique.
c) Méthodes électromagnétiques.
d) Méthodes gravimétriques.
e) Méthodes sismiques.
a) Méthode magnétique:
Cette méthode repose sur le principe selon lequel une aiguille de boussole est régie par le champ magnétique terrestre dans les plans vertical et horizontal. Les levés magnétiques indiquent l'augmentation ou la diminution apparente du champ magnétique terrestre, ce qui indique la présence ou l'absence de matériau magnétique. Cette méthode est utile uniquement pour détecter la présence de minerai de fer magnétique, de nickel, de cobalt, etc.
b) Méthode électrique:
Cette méthode est utilisée dans la prospection de gisements métalliques et de pétrole pour l'exploration souterraine et dans les puits de diagraphie électrique. Cette méthode est basée sur la faible résistance spécifique des minéraux métalliques.
c) Méthodes électromagnétiques:
Ces méthodes reposent sur le principe selon lequel un courant traversant un conducteur produit un champ magnétique autour de lui. Le courant secondaire induit par un corps minéralisé existant dans le champ induit indique sa présence.
d) Méthodes gravimétriques:
Ces méthodes utilisent le principe de l'attraction par gravitation.
Les appareils utilisés sont les suivants:
(i) Le pendule:
La période d'oscillation d'un pendule est basée sur la gravitation terrestre qui dépend de la densité des roches sous-jacentes.
ii) La balance de torsion:
La déviation de la balance est une mesure de l’attraction gravitationnelle de la masse sous-jacente.
e) Méthodes sismiques:
Ces méthodes reposent sur le principe selon lequel la vitesse des ondes sismiques dépend de la densité des roches traversées. Ces méthodes sont utilisées pour trouver la nature des roches et la profondeur à laquelle elles se produisent.
5. Métaux extraits de gisements minéraux:
Les minéraux, qui constituent des matières premières inestimables dans diverses productions industrielles, constituent l’épine dorsale de la vie industrielle moderne. Les différents métaux extraits des minerais sont brièvement mentionnés ci-dessous.
A. Extraction du fer:
Les minerais dont le fer est extrait sont les suivants:
je. Hématite:
L'hématite est un minerai de fer important. Les variétés de couleurs rouge terreux sont utilisées comme poudre de polissage appelée rouge. Ils sont également utilisés comme matières premières pour la peinture rouge. Il est présent dans les roches ignées, sédimentaires et métamorphiques.
Composition: Fe 2 O 3 .
ii. Magnétite:
Ceci est un minerai de fer de couleur noire. Il se produit comme constituant accessoire dans de nombreuses roches. C'est cassant et dur.
Composition: Fe 3 O 4 .
iii. Limonite:
Il s'agit d'un produit d'altération non cristallin de divers minéraux de fer. Il est responsable de la couleur jaune ou brune de nombreux sols. Ses formes incluent. Masses compactes, nodules, minerai de fer de tourbière poreuse, taches ocre jaune et rouille. Ceci est une source mineure de fer.
Les différentes variétés de limonite sont:
Minerai de fer brun: Synonyme de limonite ou de formation informe et poudreuse.
Hématite brune: Variété réniforme de limonite à la face supérieure lisse et noire.
Fer oolitique brun: petites sphères de limonite ressemblant à des œufs de poisson.
Minerai de fer pisolitique: concrétions de limonite de la taille d'un haricot dans des cavités calcaires.
Minerai de fer de tourbière: Structure moins, souvent cellulaire, de masses de limonite avec des restes végétaux incrustés.
Minerai de lac: Ségrégations de limonite dans des lacs peu profonds similaires au minerai de fer de la tourbière.
Ocre: masses de limonite jaune-brun avec différents mélanges.
Composition: Fe 2 O 3 nH 2 O
iv. Sidérite:
Cela se trouve principalement dans les roches sédimentaires sous forme de minerai de fer. Il se produit dans les veines et les lits. C'est à grain fin et oolitique. Il a une couleur brune.
Composition: FeCO 3
v. marcassite:
C'est une substance pétrifiante de fossiles d'animaux et de plantes. Il se trouve dans les dépôts de pyrrohotite, les filons de minerai dans le calcaire, sous forme de concrétions dans les roches argileuses et le lignite.
Composition: FeS 2
B. Extraction des alliages de fer:
Les minerais utilisés sont les suivants:
je. Psilomelane:
C'est un minerai de manganèse dur.
Composition: (Ba. H 2 O) 2 Mn 5 O 10
ii. Pvrolusite:
Il est présent dans les dépôts sédimentaires, seul ou comme accessoire dans les autres dépôts de manganèse.
Composition: MnO 2
iii. Cobaltite:
Il se trouve dans différents types de dépôts de veines et dans des roches métamorphiques.
Composition: CoAs
iv. Molybdénite:
Il est disséminé et dans les veines, en particulier dans les roches granitiques. C'est un constituant accessoire de nombreux gisements. Rarement trouvé en grande quantité.
Composition: MoS 2
v. Ilménite:
Il se produit dans les roches ignées et les sables.
Composition: FeTiO 3
vi. Rutile:
Il se produit dans de nombreux types de roches et dans des gisements de placer.
Composition: TiO 2
vii. Scheelite:
Il se produit dans les veines, en particulier dans les pegmatites et parfois sous forme de placers.
Composition: CaWO 4
C. Extraction du cuivre:
Les minerais utilisés sont les suivants:
je. Chalcopyrite:
C'est un minéral métallique jaune d'or. Il se rencontre dans les roches ignées et les schistes contenant du cuivre.
Composition: CuFeS 2
ii. Cuprite:
Cela se produit dans la zone d'oxydation des minerais de cuivre sulfurés.
Les variétés sont les suivantes:
Tile minerai: Mélange de cuprite et de limonite en poudre.
Chalcotrichite: Poil comme variété de cuprite.
iii. Pecherz en Cuivre:
Mélange dense de cuprite, limonite et silice.
Composition: Cu 2 O
iv. Cuivre natif:
Cela se produit dans les roches ignées de base et dans les zones d'oxydation des gisements de cuivre. Chalcocite: Cela se produit dans les gisements filoniens et également sous forme d'imprégnations.
Composition: Cu 2 S
v. Malachite:
Il s’agit d’un minéral vert riche et bagué. Il se produit dans la zone d'oxydation des gisements de minerai de cuivre, ainsi que des oxydes de fer et d'autres minéraux de cuivre secondaires tels que la cuprite, la chalcocite et la chrysocolle. Il se produit également sous forme stalactitique, nodulaire.
Composition: Cu 2 [(OH) 2 .CO 3 ]
vi. Azurite:
L'azurite se forme généralement avec la malachite. C'est important dans la production de peinture. Il se produit dans la zone d'oxydation des gisements de cuivre avec de l'oxyde de fer et d'autres minéraux de cuivre secondaires tels que la cuprite, la chalcolite et la chrysocolle.
Composition: Cu 3 [OH.CO 3 ] 2
D. Extraction du plomb:
Les minerais utilisés sont les suivants:
je. Galène:
Il se produit dans les veines, les stocks, les couches. C'est un minéral lourd gris argenté qui constitue le principal minerai de plomb.
Composition: PbS
ii. Cerussite:
Il se produit dans la zone d'altération des gisements de galène carbonatés. C'est localement un important minerai de plomb.
E. Extraction de l'aluminium:
Les minerais suivants sont utilisés:
je. Bauxite:
La bauxite est amorphe (non cristallin). C'est une substance douce et terreuse composée d'hydroxyde d'aluminium. Il se produit souvent dans de minuscules pellets. Il est blanc ou gris s'il est pur ou marron s'il est taché de fer. C'est le principal minerai d'aluminium formé par l'altération prolongée des roches alumineuses dans les climats chauds et humides.
ii. Cryolite:
Ceci est un agrégat sparry massif. Il se produit dans les pegmatites.
Composition: Na 3 AlF 10
