Predavanje 12Predavanje 12Geološki resursiGeološki resursi

Geološki resursiGeološki resursi

►►Geološki resursi su vrijedne sirovine Geološki resursi su vrijedne sirovine geološkog podrijetla, koje se mogu dobiti iz geološkog podrijetla, koje se mogu dobiti iz Zemlje.Zemlje.

►►Tri su glavne kategorije: (1) energetski Tri su glavne kategorije: (1) energetski izvoriizvori-- nafta, ugljen, uran i geotermalni nafta, ugljen, uran i geotermalni izvori; (2) metaliizvori; (2) metali--željezo, bakar, željezo, bakar, aluminijumaluminijum, , olovo, cink, zlato, srebro…; (3) nemetaliolovo, cink, zlato, srebro…; (3) nemetali--pjesakpjesak i i valuticevalutice, vapnenac, sumpor, drago , vapnenac, sumpor, drago kamenje, gips, gnojiva, i podzemna voda.kamenje, gips, gnojiva, i podzemna voda.

PIGMENT

GLINA

ŽELJEZO

BAKAR

CINK

PETROLEJ

►►Geološki resursi su neobnovljivi, osim Geološki resursi su neobnovljivi, osim podzemne vode.podzemne vode.

►►Formirani su sporo, a troše se brzo. Neki Formirani su sporo, a troše se brzo. Neki Zemljini resursi, kao drvo i hrana se mogu Zemljini resursi, kao drvo i hrana se mogu obnavljati brzo kao i trošenje i oni su obnavljati brzo kao i trošenje i oni su obnovljivi.obnovljivi.

►►Stoga, geološki resursi će biti ili potrošeni ili Stoga, geološki resursi će biti ili potrošeni ili će njihova cijena biti tako visoka da će će njihova cijena biti tako visoka da će njihova upotreba postati minorna.njihova upotreba postati minorna.

Nafta i prirodni plinNafta i prirodni plin

►► Nastaju iz organskog Nastaju iz organskog materjalamaterjala (mikroskopski (mikroskopski organizmi ga stvaraju) marinskom organizmi ga stvaraju) marinskom sedimentacijom.sedimentacijom.

►► Okoliš u kojem nastaju mora biti s slabom Okoliš u kojem nastaju mora biti s slabom cirkulacijom vode. Organski cirkulacijom vode. Organski materjalmaterjal se dijelom se dijelom raspadne, upotrebljavajući otopljeni kisik u raspadne, upotrebljavajući otopljeni kisik u sedimentu. Kada kisika u sedimentu više nema, sedimentu. Kada kisika u sedimentu više nema, ostatak organske tvari je sačuvan. ostatak organske tvari je sačuvan. DaljnaDaljnasedimentacija zatrpava organsku tvar, dovodeći je sedimentacija zatrpava organsku tvar, dovodeći je pod utjecaj povišene temperature i pritiska, pod utjecaj povišene temperature i pritiska, stvarajući naftu i prirodni plin.stvarajući naftu i prirodni plin.

►► Izvorišna stijenaIzvorišna stijena --sadrži sadrži organsku tvar koja je pretvorena organsku tvar koja je pretvorena u naftu.u naftu.

►► RezervoarRezervoar -- uglavnom uglavnom pješćenjakpješćenjak ili vapnenac, koja je ili vapnenac, koja je doovoljnodoovoljno porozna i propusna da porozna i propusna da uskladišti i uskladišti i poropuštaporopušta naftu.naftu.

►► “Zamka”“Zamka” --niz uvjeta i okolnosti niz uvjeta i okolnosti koji zadrže naftu u rezervoaru i koji zadrže naftu u rezervoaru i onemoguće njezinu daljnju onemoguće njezinu daljnju migraciju (slika).migraciju (slika).

►► Dubina nastankaDubina nastanka -- daje daje potrebne uvjete da se nafta potrebne uvjete da se nafta “skuha” iz organske tvari (zato “skuha” iz organske tvari (zato moramo bušiti da bi došli do moramo bušiti da bi došli do nafte).nafte).

ANTIKLINALA

NORMALNI RASJED

NAVLAKA

LEĆE PJEŠĆENJAKA

ISKLINJAVANJE PJEŠĆENJAKA

DISKORDANCIJA

GREBEN

Plin

Nafta

Voda

UgljenUgljen

►► Ugljen je sedimentna stijena koja je formirana Ugljen je sedimentna stijena koja je formirana kompakcijomkompakcijom biljnog biljnog materjalamaterjala koji nije kompletno koji nije kompletno istrunuo. Djelomično truljenje obilnog biljnog istrunuo. Djelomično truljenje obilnog biljnog materjalamaterjala upotrijebi sav kisik u jezeru ili upotrijebi sav kisik u jezeru ili priobalnom dijelu mora, koje se pretvori u priobalnom dijelu mora, koje se pretvori u močvaru, te se truljenje zaustavi. Daljnja močvaru, te se truljenje zaustavi. Daljnja sedimentacija zatrpa i stavi pod pritisak biljni sedimentacija zatrpa i stavi pod pritisak biljni materjalmaterjal, te dolazi do postupnog gubitka vode i , te dolazi do postupnog gubitka vode i plinovitih dijelova. Kako količina ugljika raste, taku plinovitih dijelova. Kako količina ugljika raste, taku ugljen postaje sve ugljen postaje sve crnijicrniji. (treset. (treset--lignitlignit--kameni kameni ugljen=zadnji ima najmanje dima i pepela). ugljen=zadnji ima najmanje dima i pepela).

Metali i rudeMetali i rude

►►Ruda je prirodno stvoren Ruda je prirodno stvoren materjalmaterjal koji sadrži koji sadrži metale i može se metale i može se profitablinoprofitablino iskorištavati.iskorištavati.

►►Da li će mineral ili stijena biti smatran Da li će mineral ili stijena biti smatran metalnom rudom ovisi o njihovom kemijskom metalnom rudom ovisi o njihovom kemijskom sastavu, postotku dobivanja metala iz nje, i sastavu, postotku dobivanja metala iz nje, i tržišne cijene metala. Npr. hematit je dobra tržišne cijene metala. Npr. hematit je dobra ruda željeza jer težinski sadrži 70% željeza. ruda željeza jer težinski sadrži 70% željeza.

Rude povezane s Rude povezane s magmatskimmagmatskimstijenamastijenama

►► KristalizacijaKristalizacija--nastaje kod nastaje kod minerala koji rano minerala koji rano kristaliziraju i skupljaju se kristaliziraju i skupljaju se na dnu magme koja se na dnu magme koja se hladi. Tako nastaju rude hladi. Tako nastaju rude kroma.kroma.

►► HidrotermalneHidrotermalne otopineotopine--najvažniji su izvor metalnih najvažniji su izvor metalnih ruda. Topla voda i ostali ruda. Topla voda i ostali fluidi mogu biti dio fluidi mogu biti dio magme, ubrizgani su u magme, ubrizgani su u okolnu stijenu tijekom okolnu stijenu tijekom završnog hlađenja magme. završnog hlađenja magme. Najčešće su povezana s Najčešće su povezana s kvarcom.kvarcom.

Ruda kromita

Sil koji se hladi

Magmatski fluidi

Matična stijena

Skoro iskristalizirani pluton

Magma

Podzemna voda

Matična stijena1 km

►► HidrotermalneHidrotermalneotopine daju otopine daju nekoliko tipova nekoliko tipova ležišta: (1) ležišta: (1) Kontaktni Kontaktni metamorfizammetamorfizam(slika A)(slika A)--stvara stvara rude bakra, rude bakra, olova, cinka, olova, cinka, srebra u srebra u okolnoj stijeni. okolnoj stijeni. Okolna stijena Okolna stijena može može djelomično ili djelomično ili kompletno biti kompletno biti zamjenjenazamjenjena s s rudom.rudom.

Vrući izvor

Oceanska kora

Ruda

D

Diseminirana (rapršena)

ruda

PlutonC

Hidrotermalne žile

PlutonB

Pluton

Ruda

Ruda

A

►►HidrotermalneHidrotermalne žiležile (B slika na (B slika na prethpreth.) .) ––formiraju formiraju se duž pukotina i rasjeda i mogu biti jako se duž pukotina i rasjeda i mogu biti jako udaljena od udaljena od magmatskogmagmatskog izvora. Uz njih su izvora. Uz njih su vezana velika ležišta olova, cinka, srebra, zlata, vezana velika ležišta olova, cinka, srebra, zlata, žive i dijelom bakra.žive i dijelom bakra.

►►DiseminiranaDiseminirana (raspršena) ležišta(raspršena) ležišta (C slika na (C slika na prethodnom)prethodnom)-- metalna metalna orudnjenjaorudnjenja su su raspoređena u malim koncentracijama u raspoređena u malim koncentracijama u velikom volumenu okolne i velikom volumenu okolne i magmatskemagmatske stijene. stijene. Najviše bakra se vadi iz ovakvih ležišta.Najviše bakra se vadi iz ovakvih ležišta.

►►Vrući izvoriVrući izvori (slika D) (slika D) –– javljaju se gdje vruće javljaju se gdje vruće otopine izlaze na površinu (tamo gdje magma otopine izlaze na površinu (tamo gdje magma stalno izlazi na “površinu”!). stalno izlazi na “površinu”!).

►►PegmatitiPegmatiti –– ležišta koja sadrže drago kamenje, ležišta koja sadrže drago kamenje, a predstavljaju tip ekstremno veliko zrnate a predstavljaju tip ekstremno veliko zrnate magmatskemagmatske stijene. stijene.

Rude formirane površinskim Rude formirane površinskim procesimaprocesima

►►Kemijsko taloženje Kemijsko taloženje –– najčešće za nastanak ruda najčešće za nastanak ruda željeza.željeza.

►►DepozicijskaDepozicijska ležištaležišta-- za njih su vezana ležišta za njih su vezana ležišta zlata, platine, dijamanata i ostalog dragog zlata, platine, dijamanata i ostalog dragog kamenja, nastaju djelovanjem tekuće vode kamenja, nastaju djelovanjem tekuće vode (rijeke) i valova (obala)(rijeke) i valova (obala)

►►Ležišta nastala trošenjem Ležišta nastala trošenjem ––za to su vezana za to su vezana ležišta dijamanata i boksita.ležišta dijamanata i boksita.

►►Ležišta nastala trošenjem (desno) i Ležišta nastala trošenjem (desno) i depozicijskadepozicijska ležišta (lijevo).ležišta (lijevo).

BoksitBoksit istaložentrošenjem površine

Magmatska stijenabogata aluminijem

Dijamanti

Dijamantna cijev

Dijamanti koncetrirani na površini trošenjem stijena

RIJE NI SPRUDČ UDUBINA ISPOD VODOPADA

UDUBINE NA RIJEČNOM DNU PLAŽA (OBALA)

►► OrudnjenjaOrudnjenja i i tektonika ploča tektonika ploča ––moguće veze s moguće veze s srednjooceanskimsrednjooceanskimgrebenima i grebenima i zonama zonama subdukcijesubdukcije

Diseminirana (raspršena)bakrena ruda Olovo-cink-srebroVolfram

Rifna dolina

Željezna rudaŽeljezna ruda

Hidrotermalnacirkulacija

►►Tipovi rudarenja (desno) i izgled Tipovi rudarenja (desno) i izgled otvorenog (površinskog) otvorenog (površinskog) kopa(na slici kopa(na slici MajdanpekMajdanpek, , Srbija).Srbija).

Ruda

RUDARSKO OKNO

Ruda

Ugljen

Riječni sprud

OTVORENI KOPOVI

►►Rezultat rudarenja za okoliš Rezultat rudarenja za okoliš ––haldištahaldišta(deponije jalovine) i (deponije jalovine) i subsidencijesubsidencije (propadanje (propadanje krovine) i velike promjene na okoliš. Na slici krovine) i velike promjene na okoliš. Na slici otvoreni kop u Boru (Srbija) otvoreni kop u Boru (Srbija) (iz predavanja “Rudna ležišta, (iz predavanja “Rudna ležišta, prof. prof. PalinkašPalinkaš).).

►►Rudarenjem Rudarenjem oborinskeoborinske vode mogu ispirati rudu vode mogu ispirati rudu i dovesti do onečišćenja podzemnih voda. Na i dovesti do onečišćenja podzemnih voda. Na slici dno površinskog kopa u Boru, Srbija.slici dno površinskog kopa u Boru, Srbija.

Podzemna vodaPodzemna voda

►►Podzemna voda je jedini geološki resurs koji Podzemna voda je jedini geološki resurs koji je obnovljiv, osim ako ne dođe do njezinog je obnovljiv, osim ako ne dođe do njezinog zagađenja.zagađenja.

►►Pesticidi (DDT), Pesticidi (DDT), herbicidiherbicidi, teški metali, , teški metali, radioaktivni otpad mogu biti otopljeni ili radioaktivni otpad mogu biti otopljeni ili prisutni u vodi.prisutni u vodi.

►►Benzin je lakši od vode pa se nalazi na vrhu Benzin je lakši od vode pa se nalazi na vrhu podzemne vode, no neke kemikalije koje su podzemne vode, no neke kemikalije koje su gušće od vode se mogu nalaziti na dnu.gušće od vode se mogu nalaziti na dnu.

►►Primjer onečišćenja od benzina (lakši od Primjer onečišćenja od benzina (lakši od vode) i kemikalije.vode) i kemikalije.

Benzin

Otrovne kemikalije gušće od vode

Podzemna voda

Nepropusna podloga

►► Tipični Tipični izgled izgled otopljenog otopljenog onečišćenja i onečišćenja i njezinog njezinog oblaka oblaka (“perjanice”) (“perjanice”) koja se širi koja se širi ovisno o ovisno o kretanju kretanju podzemne podzemne vodevode-- ako je ako je crpiš, crpiš, “vučeš” je “vučeš” je prema sebi prema sebi zajedno s zajedno s zagađenjem.zagađenjem.

Kiša

Gradsko smetlište

Podzemna voda

Zagađenje

Perjanica onečišćenja

Glavni smjer kretanja podzemne vode

►►Stijene i zemlja mogu filtrirati neke Stijene i zemlja mogu filtrirati neke zagađivače iz podzemne vode. U idealnim zagađivače iz podzemne vode. U idealnim okolnostima, ljudsko zagađenje se može okolnostima, ljudsko zagađenje se može pročistiti kretanjem u dužini od 30pročistiti kretanjem u dužini od 30--45 m 45 m kroz kroz sitnozrnatesitnozrnate sedimentne naslage. sedimentne naslage. Onečišćenje se pročisti filtracijom, Onečišćenje se pročisti filtracijom, absorbcijomabsorbcijom i djelovanjem organizama koji i djelovanjem organizama koji obitavaju u sedimentu.obitavaju u sedimentu.

►► Primjer “čišćenja” podzemnog zagađenja filtracijom kroz Primjer “čišćenja” podzemnog zagađenja filtracijom kroz sedimentne naslage, te nemogućnost čišćenja u slučaju sedimentne naslage, te nemogućnost čišćenja u slučaju čvrstih , tektonski razlomljenih stijena (donja slika).čvrstih , tektonski razlomljenih stijena (donja slika).

IzvorSeptička jama

Kanalizacijska voda Pješćenjak pročišćuje kanalizacijsku vodu prijenego što dođe do sljedećeg izvora

Pukotine u magmatskoj stijeni

Onečišćenje teče brzo kroz pukotinebez mogučnosti pročišćavanja

Onečišćeni izvorIzvor

Septička jama

Ispust