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地質学では、砂鉱床または砂利は、堆積過程において特定の根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である。[1]この名前はスペイン語のplacerに由来し、「沖積砂」を意味する。砂利採掘は重要な金の供給源であり、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。砂利鉱床の種類には、沖積、流亡、浜辺砂利、風成砂利、古砂利がある。 [2]
砂鉱床の物質は密度が高く、風化プロセスに耐性がなければなりません。砂鉱床に蓄積するには、鉱物粒子の比重が2.58以上である必要があります。[1]
砂鉱床の環境には、通常、黒砂、目立つ光沢のある黒色の酸化鉄の混合物、主に磁鉄鉱、さまざまな量のイルメナイトとヘマタイトが含まれます。[3]黒砂によく含まれる貴重な鉱物成分は、モナザイト、ルチル、ジルコン、クロマイト、ウォルフラマイト、スズ石です。 [3]初期の採掘活動は、砂鉱床へのアクセスが容易で潜在的なサイズもあったため、砂鉱床によるものと考えられます。[2]金/ダイヤモンドラッシュとして知られる出来事は、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]
砂鉱石の特徴
密度
砂鉱石は、比重が2.58以上のものと定義されています。[1]最も一般的な非経済的鉱物である石英から貴重な鉱物を分離するには、比重/密度の差に依存します。風化プロセスにより、砂鉱石が蓄積され、石英などの密度の低い物質は流されてしまいます。
硬度
硬度が高いため、砂鉱石は輸送中の摩擦による機械的破壊や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れますが、金などの物質は機械的ストレスを受けると変形し、不規則な形の塊を形成します。[1]
安定性
化学的安定性は、砂鉱石が酸化などの化学的分解に抵抗するために重要であり、化学的安定性を欠く鉱物は化学的分解を受けると望ましくない変化を起こします。[1]
砂鉱石の種類
沖積砂金
沖積砂鉱床は、河川や小川の堆積物中に形成されるものです。沖積砂鉱床の別名は、小川砂鉱床です。[2]沖積金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、小川の斜面の切れ目、断崖、滝、その他の障壁の基部です。小川砂鉱床は、最も経済的で一般的なタイプの砂鉱床であり、過去に多くの人々に富をもたらしてきました。
沖積砂鉱床は、水流速度がそれをさらに運ぶのに必要な速度を下回る場所での高密度粒子の堆積によって形成されます。
砂鉱床を形成するには、目的の粒子が鉱石の堆積場所から運び去ることができる脈石物質と顕著な密度のコントラストを示さなければなりません。 [1]鉱床がこのように選別された場合にのみ、鉱物を経済的なレベルまで濃縮することができます。
浜辺の砂金
浜砂鉱床は、大きな水域の縁に沿って堆積した砂や砂利の中に形成され、通常は小川や川が大きな水域に流れ込む場所で見つかります。[2]物質は、継続的な波の作用と流れによって浜砂鉱床として集まります。[2]浜砂鉱床の重要な例としては、オレゴンの黒砂、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砂利などがあります。[要出典]
金を含む砂金鉱床は、黒い砂の大きな帯から成り、嵐や散発的な波の作用により常に変化しています。[4]砂金鉱床にはイルメナイトと磁鉄鉱が多く見られますが、金、プラチナ、クロム鉄鉱もさまざまな量で見つかります。[4]最も生産性の高い砂金鉱床のいくつかは、現在では海から遠く内陸にある古代の砂金鉱床と考えられており、これらの砂金鉱床は嵐や潮汐の作用ではなく、風や降雨によって移動します。[2]
流亡砂鉱床
風化砂鉱床は、雨や風によって風化した丘陵や斜面に形成された金属の堆積物です。[2]より軽い物質は流されて風化し、貴重な金属の濃縮物が残ります。[4]
一般的に、砂金層は大規模な採掘を支えるほどの大きさではありませんが、ネバダ州ではラウンドマウンテンの砂金層を基盤とした大規模な金採掘が行われていました。[4]
風成砂金
風成砂鉱は、風の作用によって原岩から解き放たれた乾燥地帯で見つかる貴重な鉱物です。[5]風食によってセメントのような物質が残り、その中に金などの物質が含まれています。風の作用で砂や土が吹き飛ばされ、地表近くに堆積物が残ります。 [6]歴史的には、風成砂鉱は地表に近いことと濃度が低いことから、鉱夫が簡単な道具を使って手作業で採掘してきました。[4]
風成砂鉱床は、気候が乾燥しており、地面が比較的平坦で風が主な侵食力となっているオーストラリアと米国西部によく見られます。
古砂金
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、または斜面の地下深くにあります。[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、15億オンスを超える金を生産しています。[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]
採掘された物質
砂鉱床から商業的に採掘される物質には以下のものがあります。
- ダイヤモンド
- 金
- ガーネット
- 鉄、高濃度の磁鉄鉱を含む砂鉄から
- 白金族金属
- 希土類元素、鉱物モナザイト由来
- ルビー
- サファイア
- トリウム、モナザイト由来
- 錫、鉱物スズ石に含まれる
- チタンは、イルメナイトとルチルの鉱物から得られる。
- 先カンブリア時代の古堆積物由来のウラン
- ジルコニウム、鉱物ジルコンから
根源岩
ダイヤモンド
キンバーライトはダイヤモンドの主な産地です。キンバーライトは、高温高圧下でダイヤモンドが形成されるマントルから運ばれた長い溶岩の「パイプ」です。これらのダイヤモンドは、その後、産地から風化され、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産地へと運ばれます。沖積ダイヤモンド鉱床は、ダイヤモンド砂利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床から採掘されます。[8]前述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。
参照
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参考文献
- ^ abcdefg Els, Gerhard; Eriksson, Pat (2006). 「砂鉱床の形成と砂鉱床鉱物」. Ore Geology Reviews . 28 (4): 373–375. Bibcode :2006OGRv...28..373E. doi :10.1016/j.oregeorev.2005.02.001 – Elsevier Science Direct 経由.
- ^ abcdefgh 「砂鉱床 - 地質学」。ブリタニカ百科事典。2021年2月11日閲覧。
- ^ ab Filippidis, Anestis; Clouvas, Alexander (1997). 「ギリシャ、テッサロニキ近郊のトゥズラ岬の黒砂の鉱物、化学、放射線学的調査」. Environmental Geochemistry and Health . 19 (2). et al: 83–88. doi :10.1023/A:1018498404922. S2CID 126447895 – SpringerLink 経由.
- ^ abcde 「砂鉱石の種類」。西部鉱業史。2021年3月25日閲覧。
- ^ 「風成砂金とは何か？ - 金探査採掘機器探知機ヘビ対策」goldrushtradingpost.com 。 2021年3月25日閲覧。
- ^ Michaud, David (2016-10-23). 「砂鉱石の種類」.鉱物処理と冶金. 2021年3月26日閲覧。
- ^ abcd 「砂金はどこから来るのか？ – パート3 砂金」。West Coast Placer 。 2021年4月6日閲覧。
- ^ 「砂礫ダイヤモンド採掘ファクトシート」（PDF）。世界ダイヤモンド協議会。 2019年8月4日閲覧。[リンク切れ ]