Χαλκοπυρίτης

Μεταλλεύματα Χαλκού

Ορυκτολογία – Τύποι κοιτασμάτων

Υπάρχουν εκατοντάδες ορυκτά στα οποία ο χαλκός μετέχει με υψηλές συγκεντρώσεις. Τα ορυκτά αυτά ανήκουν κυρίως στις ομάδες των θειούχων, θειοαλάτων, θειϊκών, οξειδίων, υδροξειδίων, ανθρακικών, πυριτικών ή απαντούν με μορφή ενώσεων με άλλα στοιχεία (π.χ. αρσενίδια ή σεληνίδια χαλκού). Σε αυτά πρέπει να προστεθεί και ο αυτοφυής χαλκός. Τα κύρια ορυκτά του χαλκού με οικονομικό ενδιαφέρον, ο χημικός τους τύπος, η περιεκτικότητά τους σε χαλκό και φωτογραφία τους φαίνονται στον παρακάτω Πίνακα. Περισσότερα από 70% των μεταλλευμάτων χαλκού περιέχουν κυρίως το ορυκτό χαλκοπυρίτη (CuFeS2). Mεταλλεύματα χαλκού συναντώνται σε μια πληθώρα κοιτασματολογικών τύπων σε πολλά σημεία του πλανήτη, ενώ μεγάλη σημασία ως μελλοντικές πηγές χαλκού έχουν οι συγκεντρώσεις στα αποκαλούμενα πεδία «κονδύλων» (nodules) σε μεγάλα βάθη στους ωκεανούς, καθώς και σε κοιτάσματα συμπαγών θειούχων μεταλλευμάτων που συνδέονται με ηφαιστειακή δραστηριότητα επίσης σε ωκεάνιες περιοχές.

Κύριοι χαρακτηριστικοί τύποι μεταλλευμάτων χαλκού είναι οι ακόλουθοι:

  • Ιζηματογενή χαλκούχα μεταλλεύματα φιλοξενούμενα σε αργίλους ή ψαμμίτες (τύπου Kupferschiefer ή Zambian copper belt).
  • Σε συμπλέγματα αλκαλικών πυριγενών πετρωμάτων (π.χ. σύμπλεγμα καρμπονατιτών Palabora της Νοτίου Αφρικής).
  • Σε χερσογενή ιζήματα (τύπου Red bed).
  • Σε skarn χαλκού συνδεόμενα με διεισδύσεις γρανιτοειδών.
  • Συμπαγή θειούχα μεταλλεύματα - στα οποία μπορεί να υπάρχουν αυξημένες συγκεντρώσεις χαλκού - συνδεόμενα με ηφαιστειότητα: κυρίως μεταλλεύματα σε ακολουθίες λαβών οφιολιθικών συμπλεγμάτων, γνωστά ως «τύπου Κύπρου», αλλά και σε ηφαιστειακές ακολουθίες σε νησιωτικά τόξα, γνωστά ως «τύπου Kuroko».
  • Επιθερμικά κοιτάσματα εναργίτη - χρυσού.
  • Mεταλλεύματα χαλκού πορφυρικού τύπου (πιθανόν και με χρυσό).

Για τον χώρο της Καρπαθο-Βαλκανικής μεγάλη σημασία έχουν οι δύο τελευταίοι τύποι μεταλλευμάτων, οι οποίοι απετέλεσαν σημαντικές πηγές του μετάλλου ήδη από την Εποχή του Χαλκού. Σε ορισμένες περιπτώσεις - συνήθως με παράλληλη ανάκτηση και χρυσού - η εκμετάλλευση συνεχίζεται (π.χ. κοιτάσματα Chelopech, Assarel, Elatsite της Βουλγαρίας, Bor και Majdanpek της Σερβίας, Buchim της FYROM) ή βρίσκεται σε στάδιο ανάπτυξης μεταλλείου (Σκουριές Χαλκιδικής) ή σε στάδιο προχωρημένης έρευνας (Σάπες Νομού Ροδόπης). Σημαντική υπήρξε διαχρονικά η παραγωγή χαλκού στην Κύπρο από πολλά κοιτάσματα συμπαγούς θειούχου μεταλλεύματος, που φιλοξενούνται σε ακολουθίες έκχυτων λαβών με μορφή pillow στο Οφιολιθικό σύμπλεγμα του Τροόδους.

Για τη δημιουργία μεταλλευμάτων χαλκού βλέπε περισσότερα στο Γεωλογία – Κοιτασματολογία/Ορυκτοί Πόροι/Χαρακτηριστικές περιπτώσεις δημιουργίας κοιτασμάτων.

 

Ονομα, χημικός τύπος, περιεκτικότητα,
περιγραφή δείγματος

Πίνακας ορυκτών του χαλκού
με οικονομικό ενδιαφέρον

Αυτοφυής χαλκός (Cu)
Cu 100wt%
(πηγή Wikemedia.com)

aytofyis-xalkos
Xαλκοπυρίτης (CuFeS2)
Cu 33.5wt%
(φλεβίδιο χαλκοπυρίτη
σε πορφύρη, Σκουριές Χαλκιδικής,
πάχος φλεβιδίου 0.5cm)

xalkopyritis-flebidio

Βορνίτης (Cu5FeS4)
Cu 63.3wt/%
(συμπαγές μετάλλευμα Cu-Au με βορνίτη,
κοίτασμα Chelopech Bουλγαρίας,
μέγεθος δείγματος 8cm)

bornitis

Εναργίτης (Cu3AsS4)
Cu 48.4wt%
(κοίτασμα Chelopech Bουλγαρίας,
μέγεθος δείγματος 4cm)

enargitis

Χαλκοσίνης (Cu2S)
Cu 79.8wt%
(σε χαλαζιακό φλεβίδιο σε πορφύρη,
Αssarel Βουλγαρίας,
πάχος φλεβιδίου 1cm)

xalkosinitis
 

Κυπρίτης (Cu2O)
Cu 88.8wt/%
(mineralforum.com)

kypritis

Αζουρίτης Cu3(CO3)2(OH)2
Cu 55.3wt/%
(Λαύριον)

azouritis

Μαλαχίτης Cu2(CO3)(OH)2
Cu 57.48wt/%
(Λαύριον)

malaxitis
 

Κοβελλίνης CuS
Cu 66.46wt%
(πηγή: minfind.com)

kobellinis

Χρυσόκολλα
Cu,Al2H2Si2O5(OH)4•n(H2O)

Cu 34wt/%
(πηγή: Μineralogy Database)

xrysokolla

* Φωτογραφίες από δείγματα συλλογής Ν. Σκαρπέλη, εκτός και αν αναφέρεται διαφορετικά

 


Κοίτασμα Σκουριών στη Β.Α. Χαλκιδική

To κοίτασμα των Σκουριών είναι ένα τυπικό πορφυρικό κοίτασμα χαλκού-χρυσού που συνδέεται γενετικά με τη διείσδυση ενός έντονα αλκαλικού πορφύρη. Οι πορφύρες αποτελούν κατακόρυφες συνήθως διεισδύσεις μάγματος (μορφή σωληνοειδούς), οι οποίες ενδεχομένως να ελευθερώθηκαν από ένα μεγαλύτερο μαγματικό θάλαμο βαθύτερα στο φλοιό της γης, δεν βρήκαν δίοδο προς την επιφάνεια και κρυσταλλώθηκαν σε σχετικά μικρά βάθη. Χαρακτηριστικό αυτών των πετρωμάτων είναι η ανάπτυξη εμφανών κρυστάλλων ορυκτών (φαινοκρύσταλλοι) μέσα σε μια μάζα ορυκτών πολύ μικρότερου μεγέθους, καθώς και η ανάπτυξη τυπικών ζωνών εξαλλοίωσης από τη δράση υδροθερμικών ρευστών οι οποίες φιλοξενούν την μεταλλοφορία. Η διείσδυση του πορφύρη των Σκουριών έλαβε χώρα πριν 20 περίπου εκατομμύρια χρόνια.

koitasma-skouriesΣχήμα 1. Απλοποιημένη τομή του κοιτάσματος
περιοχής Σκουριών

Το κοίτασμα πορφυρικού χαλκού-χρυσού των Σκουριών έχει μορφή σχεδόν κατακόρυφου σωλήνα, διαμέτρου περίπου 200m, που συνεχίζεται σε βάθος 920m κάτω από την επιφάνεια. Αρκετές παράλληλες φλέβες παρόμοιας σύστασης συναντώνται στα νότια του κυρίως πορφύρη, πλάτους έως 10m και μήκους έως 90m. Πέραν του πορφύρη η μεταλλοφορία έχει αναπτυχθεί και στον περιβάλλοντα σχιστόλιθο με αποτέλεσμα να διπλασιάζεται η έκταση της μεταλλοφόρου ζώνης κάτω από το βάθος των 300m. Οι πλουσιότερες σε χαλκό (Cu) και χρυσό (Au) περιοχές βρίσκονται η μία κοντά στην επιφάνεια και η δεύτερη από 350 m από την επιφάνεια μέχρι το βαθύτερο σημείο των γεωτρήσεων.

Το μετάλλευμα του χαλκού αποτελείται κυρίως από χαλκοπυρίτη με λίγο βορνίτη (πάχους 0.1 έως 5mm) με μορφή φλεβιδίων και κατά δεύτερο λόγο από διάσπαρτο χαλκοπυρίτη και βορνίτη. Μία ζώνη οξείδωσης αναπτύσσεται από την επιφάνεια μέχρι του βάθους των 30 έως 50 μέτρων στην οποία απαντώνται τα ορυκτά μαλαχίτης, κυπρίτης, δευτερογενής χαλκοσίνης και ελάχιστος αζουρίτης, κοβελλίνης, διγενίτης και αυτοφυής χαλκός.

Ο χρυσός αναπτύσσεται ως αυτοφυής και βρίσκεται τόσο εντός του χαλαζία και των άλλων στείρων ορυκτών (σε μέγεθος έως 160 μικρόμετρα), όσο και εντός των θειούχων ορυκτών, ειδικά εντός του βορνίτη και του χαλκοσίνη. Υπάρχει στενή γενετική σχέση μεταξύ του χαλκού και του χρυσού. Επίσης παρατηρήθηκαν μικρές ποσότητες παλλαδίου εντός του μεταλλεύματος αλλά λόγω της μικρής περιεκτικότητάς του δεν αποτελεί άμεσο αντικείμενο ενδιαφέροντος.

Στο σχήμα στα δεξιά παρουσιάζεται μία τομή του κοιτάσματος των Σκουριών.

Η αξιοποίηση του κοιτάσματος των Σκουριών θα προχωρήσει επιφανειακά μέχρι τα 210m κάτω από την επιφάνεια ενώ στη συνέχεια θα πραγματοποιηθεί με υπόγεια έργα.