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地質学において、砂鉱床または砂鉱とは、堆積作用中に特定の源岩から重力分離によって形成された貴重な鉱物の集積物である。[ 1 ]この名称はスペイン語のplacerに由来し、「沖積砂」を意味する。砂鉱採掘は金の重要な供給源であり、カリフォルニア・ゴールドラッシュを含む多くのゴールドラッシュの初期に使用された主な技術であった。砂鉱床の種類には、沖積砂鉱、溶脱砂鉱、海岸砂鉱、風成砂鉱、古砂鉱などがある。[ 2 ]
砂鉱床の物質は、密度が高く、風化作用に耐性がある必要がある。砂鉱床に蓄積するためには、鉱物粒子の比重が2.58以上でなければならない。[ 1 ]
漂砂鉱床環境には、通常、黒砂が含まれます。黒砂は、主に磁鉄鉱と様々な量のイルメナイトおよび赤鉄鉱からなる、目立つ光沢のある黒色の酸化鉄の混合物です。[ 3 ]黒砂によく見られる貴重な鉱物成分は、モナザイト、ルチル、ジルコン、クロム鉄鉱、ウォルフラマイト、錫石です。[ 3 ]初期の採掘作業は、漂砂鉱床が容易にアクセスでき、潜在的な規模が大きかったため、おそらく漂砂鉱床が原因でした。[ 2 ]金/ダイヤモンドラッシュとして知られる出来事は、漂砂鉱床によって引き起こされ、豊富であることが証明されています。[ 2 ]
漂砂鉱物は、比重が2.58を超えるものと定義されています。[ 1 ]最も一般的で経済的価値のない鉱物である石英から有価鉱物を分離するには、比重/密度の違いが関係します。風化作用により漂砂鉱物が蓄積され、石英などの密度の低い物質は洗い流されます。
硬度が高いと、砂鉱石は輸送中の機械的破壊や摩耗による質量損失に耐えることができます。[ 1 ]石英よりも高い硬度が望ましいですが、金などの物質は通常、機械的ストレスを受けると変形して不規則な形状の塊になります。[ 1 ]
化学的安定性は、砂鉱が酸化などの化学的分解に耐えるために重要です。化学的安定性に欠ける鉱物は、化学的分解を受けると望ましくない変質を起こします。[ 1 ]
沖積砂鉱床は、河川や小川の堆積物から形成される砂鉱床です。沖積砂鉱床は、河川砂鉱床とも呼ばれます。[ 2 ]沖積砂鉱床の典型的な場所は、河川や小川の内側の湾曲部、自然の窪地、小川の傾斜の変化点、崖、滝、その他の障壁の基部です。河川砂鉱床は、最も経済的で一般的なタイプの砂鉱床であり、過去には多くの人々に富をもたらしました。
沖積砂鉱床は、密度の高い粒子が、水流速度が粒子をさらに運搬するのに必要な速度よりも低い場所に堆積することによって形成される。
砂鉱床を形成するには、目的の粒子が脈石物質と顕著な密度差を示し、トラップサイトから運搬される必要がある。[ 1 ]このように鉱床を選別した場合にのみ、鉱物を経済的に採掘可能なレベルまで濃縮することができる。
ビーチプレーサーは、大きな水域の縁に沿って堆積した砂や砂利から形成され、通常は小川や川が大きな水域に流れ込む場所で見られます。[ 2 ]物質は、継続的な波の作用と潮流によってビーチプレーサーとして集積します。[ 2 ]ビーチプレーサーの重要な例としては、オレゴン州の黒砂、アラスカ州ノームの金鉱床、ブラジルとオーストラリアのジルコン砂、南アフリカのダイヤモンド海洋砂利などがあります。
金を含む砂浜は、大きな黒砂の帯で構成されており、嵐や断続的な波の作用によって常に変化しています。[ 4 ]砂浜にはイルメナイトとマグネタイトが一般的ですが、金、プラチナ、クロム鉄鉱もさまざまな量で見られます。[ 4 ]最も生産性の高い砂浜の中には、現在では水辺からかなり内陸にある古代の砂浜と考えられているものもあり、これらの砂浜はもはや嵐や潮汐作用ではなく、風や降雨によって移動します。[ 2 ]
風化堆積物は、雨や風によって風化した丘陵地や斜面に形成された金属の堆積物です。[ 2 ]軽い物質は流されて風化し、貴重な金属が濃縮された状態で残ります。[ 4 ]
一般的に、砂鉱床は大規模な採掘を支えるほど大きくはないが、ネバダ州ではラウンドマウンテンの砂鉱床を基盤とした大規模な金採掘が行われている。[ 4 ]
風成砂鉱床は、乾燥地帯で風の作用によって母岩から分離された貴重な鉱物です。[ 5 ]風の浸食によってセメント状の物質が残り、その中に金などの物質が含まれています。風の作用によって砂や土が吹き飛ばされ、地表近くに鉱床が残ります。[ 6 ]歴史的に、風成砂鉱床は地表に近いことと濃度が低いことから、鉱夫によって簡単な道具を使って手作業で採掘されてきました。[ 4 ]
風成砂鉱床は、気候が乾燥していて地面が比較的平坦なオーストラリアやアメリカ西部でよく見られる。これらの地域では、風が主な侵食力となっている。
古砂鉱床は、数百万年前に発生した上記のすべての砂鉱床タイプの鉱物の鉱床です。[ 7 ]これらの鉱床は通常、古代の河床、海岸、または斜面の非常に深い地下にあります。[ 7 ]南アフリカのウィットウォーターズランド盆地は世界最大の金鉱床であり、古砂鉱床と考えられており、15億オンス以上の金を産出しています。[ 7 ]ウィットウォーターズランド盆地は古代の沖積砂鉱床と考えられています。[ 7 ]
砂鉱床から商業的に採掘される物質には、以下のようなものがある。
キンバーライトはダイヤモンドの主要な供給源です。キンバーライトは、マントルから上昇してきた溶岩の長い「パイプ」で、高温高圧下でダイヤモンドが形成されます。これらのダイヤモンドは、供給源から風化され、沖積作用（水によって運ばれる）によってダイヤモンド鉱床となる供給源まで運ばれます。沖積ダイヤモンド鉱床は、ダイヤモンドと砂利が豊富な層の上部から表土を取り除いた後に採掘されます。ダイヤモンドの約10パーセントは、沖積ダイヤモンド砂鉱から採掘されています。[ 8 ]上記のアフリカのウィットウォーターズランド盆地は、沖積ダイヤモンド鉱床として知られています。