Klasyfikacja złóż oraz ich podział

KLASYFIKACJA ZŁÓŻ
Ze względu na rodzaj kopaliny użytecznej dzieli się złoża na złoża surowców:
• skalnych (bazaltu, porfiru, granitu, piaskowca itd.),
• hutniczych (rud miedzi, żelaza, cynku i ołowiu oraz topników używanych w hutnictwie)
• energetycznych (węgiel kamienny i brunatny, torf, łupki palne, ropa naftowa, gaz ziemny itp.),
• ceramicznych (skaleni, kwarcytu, kaolinu, glin ceramicznych i ogniotrwałych),
• chemicznych (siarki, pirytu, fosforytów, soli potasowych i inne).

Ze względu na stan skupienia dzieli się złoża na złoża w stanie:
• stałym np. węgiel, rudy metali, sole,
• ciekłym: ropa naftowa, solanki
• gazowym: gaz ziemny.

Minerały są to pierwiastki lub związki chemiczne pierwiastków wchodzące w skład skorupy ziemskiej.
Skały są to zazwyczaj mieszaniny kilku minerałów.

Ze względu na sposób powstawania złóż dzieli się je na złoża:
1. magmatyczne
- skały głębinowe (granity, leukogranity, sjenity, dioryty i gabro),
- skały wylewne (porfir, andezyt, bazalt, diabaz, melafir).
Ze skałami magmatycznymi związane są złoża rud niektórych metali, jak np. żelaza, niklu, chromu, kobaltu, bizmutu i platyny.
2. osadowe - powstałe wskutek osadzania się produktów wietrzenia skał magmowych na dnie zbiorników wodnych oraz z produktów pochodzenia roślinnego i organicznego.
Do złóż osadowych należą złoża niektórych rud żelaznych, rud manganu, cyny, złoża węgli kamiennych i brunatnych, wapieni, dolomitów, soli kamiennych i potasowych, gipsu, fosforytów, piaskowców itp.
3. metamorficzne (przeobrażone) powstają pod wpływem działania bardzo dużych ciśnień i wysokiej temperatury w miejscu zetknięcia się gorącej magmy ze skałami otaczającymi (przeobrażenia kontaktowe), pod wpływem działania gorących wód (utwory hydrotermalne) lub lotnych składników magmy.
W złożach metamorficznych występują niektóre rudy żelazne, rudy cynku, ołowiu, srebra, cyny, glinu, molibdenu, złoża barytu, fluorytu, magnezytu, pirytu, marmurów, łupków krystalicznych i inne.
PODZIAŁ ZŁÓŻ ZE WZGLĘDU NA KSZTAŁT
Z górniczego punktu widzenia najważniejszy jest podział złóż według ich kształtu. Kształt złoża kopaliny użytecznej wywiera poważny wpływ na wybór systemu eksploatacji, a w szczególności na sposób udostępnienia złoża, przygotowania go do eksploatacji oraz wybierania.
Ze względu na kształt można wyróżnić dwie zasadnicze grupy złóż:
1. Złoża foremne: pokłady, żyły proste, soczewki.
2. Złoża nieforemne: żyły złożone, gniazda, składy, słupy, pnie, masywy, złoża okruchowe.
Pokład jest to złoże zalegające na znacznej przestrzeni, ograniczone od góry i od dołu dwiema mniej więcej równoległymi płaszczyznami, stanowiącymi miejsce zetknięcia się pokładu ze skałami otaczającymi.
Skały zalegającą bezpośrednio nad pokładem nazywa się stropem (warstwy stropowe), a skały leżące bezpośrednio pod pokładem nazywa się spągiem (warstwy spągowe).
Najmniejsza odległość między stropem a spągiem pokładu nazywa się grubością pokładu.

Rys. 1. Złoże pokładowe Rys. 2. Charakterystyczne cechy pokładów

Położenie pokładu w przestrzeni daje się ściśle ustalić przez wyznaczenie rozciągłości i określenie kąta nachylenia. Rozciągłość (szerzenie) lub linia rozciągłości jest to krawędź przecięcia się płaszczyzny poziomej ze spągiem pokładu.
Rozciągłość generalna - linia prosta najbardziej zbliżona do kierunku rozciągłości pokładu w granicach pola kopalnianego, a określająca nam zasadniczy kierunek szerzenia złoża.
Azymut rozciągłości jest to kąt pomiędzy kierunkiem północnym i kierunkiem rozciągłości, mierzony zgodnie z ruchem wskazówek zegara.
Nachylenie pokładu - kąt pod jakim pokład jest nachylony do płaszczyzny poziomej.
Kierunek upadu (upad) - kierunek zapadania się pokładu.
Kierunek wzniosu (wznios) - kierunek wznoszenia się pokładu.

Rys. 3. Oznaczenie kierunku rozciągłości i nachylenia (upadu)
Pokłady w zależności od grubości dzielą się na:
a) węgiel :
- cienkie do 1 m;
- średniej grubości 1,0 do 3,0 m;
- grube powyżej 3,0 m.
b) złoża rud :
- cienkie do 1,5 m;
- średniej grubości 1,5 do 6,0 m;
- grube powyżej 6,0 m.
Miąższość pokładu ma wpływ na możliwość wybierania jednowarstwowego lub wielowarstwowego. Grubość wybierania pokładu lub warstwy wpływa w sposób istotny na technologię eksploatacji.
Przy wybieraniu pokładów silnie nachylonych lub stromych powstają duże zagrożenia spowodowane staczaniem się brył urobku, opadem luźnych brył z czoła przodka, ze stropu i ociosów. Występują też trudności w operowaniu maszynami i urządzeniami a nawet porusza-nie się ludzi po dużych nachyleniach.
W zależności od kąta nachylenia pokłady dzieli się na:
a) węgiel :
- prawie poziome do 100,
- słabo nachylone 10 do 350,
- silnie nachylone 35 do 450,
- strome powyżej 450. b) złoża rud :
- prawie poziome do 50,
- słabo nachylone 5 do 300,
- silnie nachylone 30 do 450,
- strome powyżej 450.
Rys. 4. Wychodnia obnażona Rys. 5. Wychodnia ukryta

Żyły są to złoża kopalin użytecznych, powstałe przez wypełnienie szczelin i spękań skorupy ziemskiej substancją mineralną odmienną od skał otaczających.
Rys. 6. Żyła pojedyncza Rys. 7. Żyła złożona Rys. 8. Łupina złożowa
Charakterystyczną cechą żył jest późniejsze ich pochodzenie niż otaczających je skał.
Jeśli substancja mineralna wypełniająca szczelinę jest ściśle złączona ze skałami otaczającymi mówi się że żyła jest przyrośnięta. Żyły odznaczają się stromym nachyleniem (powyżej 450).
Na skrzyżowaniu dwóch żył występuje zazwyczaj wzbogacenie rud. W złożach żylnych występują rudy metali szlachetnych (np. złotonośne rudy kwarcowe), metali kolorowych (rudy miedzi, cynku i ołowiu), a np. Au, Pt, Cu, Ag spotyka się w stanie rodzimym.
Soczewki są to złoża typu pokładowego o znacznie mniejszym jednak zasięgu zarówno w kierunku rozciągłości, jak i upadu. Środkowa część soczewki jest najgrubsza, a jej grubość maleje we wszystkich kierunkach.
Soczewki występują grupami jedna obok drugiej. Nachylenie soczewek jest zgodne z nachyleniem warstw pośród których zalegają. W postaci soczewek występują rudy żelaza, rudy metali nieżelaznych, rudy chromu w serpentynie, gliny ogniotrwałe, sole potasowe i inne.

Rys. 9. Złoże soczewkowe Rys. 10. Złoże gniazdowe

Gniazda są to złoża powstałe przez wypełnienie substancją mineralną rozpadlin i pieczar skalnych. Mają one małe wymiary i nieregularny kształt (rudy żelaza, manganu i metali kolorowych). Ruda w gniazdach bywa zwykle zmieszana ze skałą płonną pochodzącą z otoczenia ( zawartość metalu w poszczególnych częściach złoża jest zmienna).
Składy różnią się od gniazd tylko wymiarami, które dochodzą do kilku a nawet kilkunastu km długości i szerokości. Złoża typu składów mogły powstawać jako złoża wtórne, w drodze osadzania substancji rudnych czy mineralnych, wskutek działania lawy wulkanicznej, z gazowych produktów przy przeciskaniu się ich przez porowate skały bądź też wskutek ruchów tektonicznych, powodujących wyciskanie skał ku górze (złoża soli).
Pnie należą do składów. Są to złoża skał magmowych wypełniających wielkie nieregularne przestrzenie podziemne o przekrojach poziomych okrągłych i eliptycznych.
Słupy są złożami typu składowego, wykształconymi wskutek ruchów górotwórczych (sól kamienna, gips, surowce ceramiczne i niektóre rudy.
Rys. 11. Przekrój poprzeczny przez wysad solny Uścikowo koło Damasławka (wg. K. Mrożka, J. Sokołowskiego i J. Wróbel)
Rys. 12. Złoże okruchowe
Masywy przeważnie złoża skalne pochodzenia magmowego np. granity, zajmujące znaczne przestrzenie i sięgające na bardzo dużą głębokość.
Złoża okruchowe powstałe na skutek naniesienia przez wodę okruchów skalnych, powstałych z procesów wietrzenia skał, rozpadania i kruszenia.
W złożach okruchowych spotyka się minerały odporne na wietrzenie, np. złoto, platynę diamenty, korund, turmalin, związki cyny, kwarc (kwarzec) itp