クレイトン鉱山

クレイトン鉱山

位置
クレイトン鉱山 オンタリオ州内の鉱山の位置
位置	グレーターサドベリー
州	オンタリオ
国	カナダ
座標	北緯46°27′50″ 西経81°10′29″ / 北緯46.46389° 西経81.17472° / 46.46389; -81.17472
生産
製品	ニッケル、銅、プラチナ、パラジウム、金、銀
タイプ	地下、元々は露天掘り
歴史
オープン	1901 （1901年）
所有者
会社	ヴァーレ・リミテッド
Webサイト	vale.com

クレイトン鉱山は、地下の ニッケル、銅、白金族元素（PGE）鉱山です。現在はカナダのオンタリオ州グレーターサドベリー市にあるヴァーレ社（旧INCO）が所有・運営しています。露天掘りは1901年に始まり、地下採掘は1906年に始まりました。 ^{[1]鉱山はサウスレンジ地質単位の}サドベリー火成岩複合体（SIC）にあります。 ^[2]鉱山は、地震や岩盤破裂など、掘削に関連した地震の発生源となっています。^[3]ここはSNOLABの本拠地であり、現在カナダで最も深いニッケル鉱山です。^{[4] [5]}クレイトン鉱山を深くする拡張プロジェクトが現在進行中です。^[6]

クレイトン鉱山の鉱床は、サドベリー火成岩複合体（SIC）の採掘場で最初に発見された鉱床でした。これらは、 1856年にアルバート・ソルターが方位磁針の変位により発見しました。^[7]クレイトン鉱山の生産は、1901年にカナディアン・カッパー・カンパニー、後にインターナショナル・ニッケル・カンパニー（INCO）の下で始まりました。^{[要出典] [8] [9]}この鉱山は1901年から1908年まで露天掘りでしたが、1906年に地下鉱山に移行しました。 ^[10] 1969年に7138フィートの第9立坑が完成し、西半球で最も深い連続立坑となりました。^[8]ブラジルのヴァーレは、2007年に承認された194億ドルでのINCOの買収を発表^[8]

クレイトン鉱山は1902年に94人の労働者を雇用し、労働者とその家族のための宿泊施設を建設した。 [ ⁹ ] 1903年には、鉱山労働者の家族のために会社のキャビンの1つで学校の授業と宗教的な儀式が行われていた。^[9]鉱山の労働者が増加するにつれて、会社は水道と電気を備えた一戸建て住宅をさらに建設した。^[9]開発が進むにつれて、会社は家賃、水道料金、従業員クラブの控除を会社の給与小切手に含めるようになった。^[9]

1986年、INCOは、集落を現代の基準に維持するための費用がかかることから、「地主業から撤退する」と発表した^。[11]クレイトンのコミュニティは1988年6月30日に閉鎖された。^[11]

クレイトン鉱山はサドベリー火成岩群の中にある。^[2]

サドベリー火成岩複合体（SIC）は、18億5千万年前の隕石の衝突によって形成された衝突溶融構造です。^[12]隕石の衝突により、直径200～250 kmのクレーターが形成され、既存の岩石が溶融してクレーターが部分的に埋められました。^[12]現在、SICの厚さは約3 kmで、約60 km x 27 kmの楕円形をしています。^[12]

SIC内の重要な地質学的単位はサドベリー角礫岩で、これは衝突クレーターの修正または掘削中に形成されたと解釈される衝突岩である。 ^[2]銅、ニッケル、およびPGEに富む硫化物は溶融したサドベリー角礫岩の基部に沈殿し、下盤（SICの下にある非火成岩）に鉱脈と鉱床を形成した。 ^{[2] [12]}下盤に以前から存在していた弱点は、これらの硫化物に富む構造の分布に重要な役割を果たしている。^[2] これにより、硫化物に富む鉱床の位置と、下盤とサドベリー角礫岩の岩相接触との間に空間的な関連性が生まれている。^[2] SICと下盤の接触部は「金属を含む含水珪酸塩鉱物の幅広いハロー」によって特徴づけられており、^{[2]これはマグマ熱水流体の変質の初期過程と}変成流体の変質の後期過程によって形成されたと考えられている。^[2]

クレイトン鉱山の敷地には、鉱山の主な鉱体を含むサウスレンジ地質単位があります。 ^[2]主な鉱化は、白金族鉱物 (PGM) に富む貫入岩として、下盤内に発生します。^[13]硫化物に富む卑金属の貫入岩も、鉱山の鉱化に寄与しています。^[13]鉱体内の角閃石は、鉄角閃石から鉄チェルマカイト角閃石に変化します。^{[2]これは、}カルシウムとタンタルの変化、およびチタン石の年代16 億 1600 万年とともに、「マザツァリアン造山運動中に活動していた剪断帯に向かう温度圧力勾配の増大」を反映していると解釈されています。^[2]また、この鉱床の硫化物は、このイベント中に再移動したと考えられています。^[2]

クレイトン鉱山の鉱体形成に関する研究によると、経済的な鉱物は冷却過程の早い段階で硫化物溶融物から結晶化した。^[13]これらの鉱物は、下盤岩に沿って SIC の基部の湾や谷に集まり、下盤岩に「小さな鉱石ペンダント」 ^{[13]を形成した。 [13]}このタイプの鉱化は、SIC とその下の下盤の接触部の間に発生するため、接触型鉱化と呼ばれている。^[14]この土地の硫化物鉱化は塊状から分散状の硫化物として発生し、下盤近くでは塊状の硫化物として発生し、上盤に向かって分散状の硫化物へと段階的に変化している。^[14]

ゾーニングを示す PGE 硫化物とスペリライトは、900°-1200°C の硫酸塩溶融物から最初に結晶化したと考えられています。^[13]これらの鉱物は、現在の PGE 硫化物とスペリライトの硫化物に乏しい液体から結晶化した分散硫化物と一硫化物固溶体 (MSS) に囲まれました。^[13]その後、540°C 未満の温度で発生する水熱段階または後期マグマ段階で、二次ハイドロケイ酸塩とともに卑金属の再結晶化が発生しました。^[13]現在のミケネライトが結晶化したのはこの時点です。^[13]硫化物のゾーニングは、剪断帯によって引き起こされる変形の後の段階を通じて保存されました。^[13]しかし、PGM は「腐食され、破損し、ケイ酸塩と並置されました」^[13]

このプロセスとMSSの存在は、ペントランド鉱中に存在するパラジウムの大部分を説明するのにも役立ちます。ペントランド鉱の現在の濃度は、硫化物分別だけで生成されるものではないためです。^[15]パラジウムはMSSからの溶出中にペントランド鉱に入り、パラジウムは2つの源から来たと考えられています。1つは、もともとMSSに分配された少量のパラジウム、もう1つは「近くのCuに富む部分（中間固溶体および/またはPd含有PGM）のより大量のPd」です。^[15]このプロセスによりパラジウム源が枯渇し、後から形成された新しいペントランド鉱には、古いペントランド鉱よりも少ない量のパラジウムが含まれていました。^[15]

鉱山の貴金属鉱物の86%はPGE硫化物、9%はスペリライト、5%はミケネライト、0.1%はエレクトラムです。^[13]これらの鉱物は、通常、ペントランド鉱と磁硫鉄鉱に含まれています。^[13]しかし、ミケネライトは、ケイ酸塩鉱物の近くまたはケイ酸塩鉱物に含まれています。^[13]鉱山で見つかったPGE硫化物では、 「イラルサイト（IrAsS）コア、ホリングワーサイト（RhAsS）の外層、およびPGEに富むNiコバルト鉱縁（CoAsS）」^[13]の自形帯状構造が一般的です。^{[13]クレイトン鉱山では、} オスミウムを含むレニウム硫化物も記録されています。^[13]

クレイトン鉱山で発見される一般的な鉱石鉱物には、黄銅鉱、キューバ鉱、方鉛鉱、イルメナイト、磁鉄鉱、ペントランド鉱、黄鉄鉱、磁硫鉄鉱などがあります。^{[16] [15]}鉱山で産出するあまり一般的ではない非鉱石鉱物には、アルタイ石、銀ペントランダイト、硫ヒ鉄鉱、黒雲母、斑銅鉱、錫石、コバルト鉱、緑簾石、フルーダイト、ゲルスドルファイト、金、ヒーズルウッダイト、ヘサイト、ホリングワーサイト、インシズウェイト、イラルサイト、コトゥルスカイト、白鉄鉱、マスロバイト、メロナイト、メレンスキー石、ミケネライト、ミラーライト、モンカイト、白雲母、ニッケル鉱、パーケライト、石英、ルチル、銀、スペリライト、閃亜鉛鉱、シュトゥッツァイト、錫、ツモ石などがある。^[17 ]

クレイトン鉱山は主にニッケル、銅、PGEの鉱山ですが、金、銀、コバルト、セレン、テルルも生産しています。^[16]

クレイトン鉱山は1901年に最初の生産を開始して以来、^[16] 1億5500万トン以上の鉱石が採掘されました。^{[引用が必要]}この鉱山は1901年から1908年まで露天掘りでしたが、1906年に地下鉱山に移行しました。^{[引用が必要]}現在使用されている採掘方法は、垂直後退法によるバルク採掘（生産量の95％）と、機械化されたカットアンドフィル法による選択的ストッピング（生産量の5％）です。^{[引用が必要]}

2005年、クレイトン鉱山は週6日のスケジュールで1日平均3,755トンの鉱石を生産しました。2007年は鉱山の抽出と探査における画期的な年で、深部での鉱化の確認により^[18]、銅1.62％とニッケル2.8％の品位の鉱​​石793,000トンが生産されました。^[要出典]。2018年には、生産率が銅2.77％とニッケル2.5％の品位の鉱​​石608,000トンに達しました。 ^[19] 一方、2019年には、銅品位2.67％とニッケル品位2.68％の鉱石6,130,000トンが生産されました。^[20]鉱石はヴァーレ社のクララベル工場でニッケルと銅に加工され、白金族元素（PGE）中間体はオンタリオ州ポートコルボーンにあるヴァーレ社の加工施設に送られます。^{[20] [21] [要出典]}

クレイトン鉱山には4つのファミリーと合計12の剪断帯があります。^{[22] [3]}クレイトン鉱山の採掘と鉱物探査は深部で行われるため、これらの局所的な剪断帯の一部は通常の採掘作業中に再活性化します。^{[23] [3]}この再活性化により、近くのサドベリーとその周辺地域で複数の地震と岩盤破裂が発生し、2000年1月から2013年9月の間に合計123回の有感および無感の地震が発生しました。 ^{[24] [25] [3]}これらの地震は通常0.0から4.0 Mnの間で、鉱山での作業を一時的に停止させます。^{[26] [25] [27] [3]}

クレイトン鉱山での作業による地震活動に関する研究では、鉱山内の主要せん断帯ではなく、マイナーせん断帯が断層すべり地震活動の大部分を占めていることが明らかになった。^[22]しかし、主要せん断帯は、掘削現場周辺の岩盤の「応力の流れに影響を与える」^{[22] 。 [22]}

鉱山の地震活動率は、鉱山で行われている掘削量と直接相関している。 [ ^3]鉱山の地震活動が静かな時期は、2003年、2009～2010年、2012年の労働中断期間中に確認されている。[3]鉱山の地震活動率は、活発に掘削されている地質構造の影響も受けている。^[3]鉱山で最も地震活動が活発な構造の1つである、400鉱体のプラム剪断帯近くの下盤延長部は、2001年から2003年の間に活発に採掘されていた。 ^[3]この期間中、地震活動も顕著かつ相関的に増加した。^[3]

地震活動の頻度が高いため、クレイトン鉱山では地震活動を監視する地上制御プログラムを採用しています。クレイトン鉱山の地上制御プログラムは年間2,000万ドルの費用がかかり、20人以上のチームとスマートケーブルと地震計の大規模なネットワークで構成されています。^[6]

クレイトン鉱山の6,800フィート（2,100メートル）のレベルには、世界で最も深く、最も清潔な地下物理学研究所があります。^[5]もともとサドベリーニュートリノ観測所（SNO）のために掘削されましたが、 SNOLABと呼ばれる汎用施設に拡張されました。元の研究所であるSNOは、重水ニュートリノ「チェレンコフ検出器」でした。^[28] 2004年、クレイトン鉱山の敷地内にSNOのために750万ドルの3階建ての研究所が建設され、今日SNOLABとして知られる研究所の基礎が築かれました。^{[28] [5]} SNOLABは当初7000万ドルの資本金で建設され、2020年にカナダのイノベーション大臣からさらに4090万ドルの資金提供を受けました。^{[29] [5]}

2005年、クレイトン鉱山のより深い採掘を可能にする2つのプロジェクトが進行中だった。1つ目は、800万ドルをかけて4年間かけてダイヤモンドドリルで採掘するプログラムで、これにより、鉱石のトン数を10,000フィート（3,000メートル）レベルまで特定できるようになる。^[30] 2つ目は、4,800万ドルをかけて7,810フィート（2,380メートル）レベルで鉱石生産を確立し、2006年から2011年にかけて180万トンの高品位鉱石を生産すると推定された拡張プロジェクトだった。^[31]この拡張はSCR Mining and Tunnelingによって実施された。^[32]

2007年、ヴァーレは、探査掘削により、クレイトン鉱山の証明済みおよび推定埋蔵量が、それまでの1700万トンのニッケル3.2%および銅2.5%品位から、3200万トンのニッケル2.2%および銅2～2.3%品位に増加したと発表した。^[33]この探査により、2150メートルおよび3200メートルの鉱山レベルで高品位のPGE鉱石も発見された。^[33]

2013年、クレイトン・マイン・ディーププロジェクトの第3フェーズが進行中でした。^[6]この拡張プロジェクトには2億4,700万ドルの費用がかかり、鉱山の深さは8,020フィート（2,444メートル）まで増加し、鉱山の寿命は少なくとも2027年まで延びると予測されています。^[6]

2018年、ヴァーレは深部採掘用の車両をディーゼルから電気へ移行すると発表しました。^[34]これは進行中のプロジェクトで、古い機器は寿命が尽きると電気機器に交換されます。^[34]この電気自動車への移行は、鉱山の環境への影響を軽減するだけでなく、深部でのこれらの車両による熱発生とディーゼル汚染の削減にもつながります。^[34]

地下水はクレイトン鉱山の鉱滓地域を自然に流れており、環境汚染のリスクがあります。 ^{[引用が必要]}汚染を防ぐために、鉱滓地域の地下水は水処理場に汲み上げられ、そこで処理されます。^{[引用が必要]}処理された水は地元の流域に排出されます。^{[引用が必要]}

クレイトン鉱山の4800フィートの高さは完全に自動化された温室です。^[6]この温室では約10万本のジャックパインとアカマツの木が栽培されており、サドベリー盆地の緑化と修復に使用されます。^[6]

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