الخامات المعدنيّة

الخام:

نوع من أنواع الصخور التي تحتوي في تركيبها وبُنيتها على المعادن، شرط أن تكون هذه المعادن تحتوي على فلزّات، حيثُ إنّه من المُمكن الحصول على مثل هذه الخامات عن طريق القيام بعمليّة التعدين في باطن الأرض أو على السطح.

هذا وقد يُسمّى المعدن خاماً إذا كان يحتوي على كمّيّات كافيّة ومفيدة من المواد التي يمكن بيعها واستثمارها وتحقيق الأرباح منها، حيث يتمّ معالجة الخام بعد استخراجه مُباشرةً حتى يتمّ الحصول على المعدن أو العنصر المطلوب.

مُعظم المواد أو الفلزّات التي يقوم الإنسان باستخدامها يكون مصدرها خامات مُتنوّعة وفي أغلب الأحيان تكون هذه الخامات من معدن الحديد الذي يدخل في صناعة الفولاذ.

الخامات المعدنيّة:

هي عبارة عن مجموعة من العناصر المعدنيّة التي ترتبط بعناصر أخرى ارتباطاً كيميائياً، حيث يؤدي هذا الارتباط إلى تكوين وتشكيل تكتُّلات معدنيّة تختلط هذه التكتُّلات مع المكوِّنات الصخريّة أو مع المعادن اللَّافلزيّة حيث يتمّ تسمية هذه المواد أو المكوّنات بالشوائب، كما تُعدّ هذه التكتُّلات ذات أهميّة اقتصاديّة وثروة معدنيّة يتم الحصول عليها بعد الانتهاء من عمليّة استخلاص المعادن.

كما أنّ المعادن التي تحتوي على كمّيّات كافية من الفلزِّ حتى يتم استخراجه بسهولة ويُسْرٍ تُسمّى بالمعدن الخام، فعلى سبيل المثال يحتوي الغالينا الذي هو نفسه كبريتيد الرَّصاص الطبيعي على كمّيّات كبيرة جداً من الرصاص لذلك يُعتبر معدن خام رئيسيّ للرصاص.

ومن الجدير بالذكر أنّه يجب أن يتركَّز الفلزُّ بشكل كافٍ في المعدن حتى يتم تكوين الخام، كما أنّ هذا المعدن يجب أن يتركَّز بشكل كافٍ في الأرض، حيث أنّ تواجد الخام أو الخامات المعدنيّة قد يتركَّز في مناطق مُعينة.

هذا وقد يُعتبر الصخر الجيري من أهم الخامات المعدنيّة؛ نظراً لما لهُ من استخدامات مُتعدّدة كدخوله في صناعة الإسمنت والبلاط إضافةً إلى استخدامه في صناعة مواد البناء والإنشاء وصناعة الدهانات والورق.

تصنيف الخامات المعدنية:

كانت الخامات المعدنيّة موجودة منذ القدم حيث تم تصنيفها إلى قسمين أساسيين هما:

• خامات معدنيّة مُعاصرة: ينتج هذا النوع من الخامات في نفس الوقت الذي يتكوّن فيه الصخر الحاوي على هذا الخام، مثال ذلك: الصخور الرمليّة المُتكوّنة من الكوارتز، لذلك يُعتبر الكوارتز خام معدنيّ مُعاصر ضمن هذه الصخور الرمليّة.
  
• خامات معدنيّة لاحقة: تتكوّن هذه الخامات بعد أن يتمّ الانتهاء من تكوين الصخر الحاوي عليها؛ حيث تتكوّن بفعل عمليّات التّرسيب الناتجة من المحاليل السّاخنة والتي بقيت من تبلور الصخور المصهورة، كما أنّ هذه الخامات لا تتعرّض لعمليّات التعرية حيث يتمّ استخلاصها من نفس الصخر الحاوي عليها ولكن بعد أن يتكوّن هذا الصخر.
  هذا وقد تم تصنيف الخامات المعدنيّة بالاعتماد على العوامل الخارجية التي تؤثّر عليها إلى:
  
• خامات أولية: تتكوّن هذه الخامات في أثناء تكوّن الصخر الحاوي عليها، كما أنّه من المُمكن أن يتم استخلاصها من نفس الصخر الذي يحتوي عليها، كما أنّ هذه الخامات لم تتعرَّض لعوامل التَّجويّة والتَّعريّة ومن الأمثلة عليها الكوارتز والبايرايت.
  
• خامات ثانويّة: يتم استخلاص هذه الخامات من الصخور، بعد أن تعرّضت للتجوية الكيمائيّة أو الفيزيائيّة، حيث يمكن تحديد ما إذا كان المعدن أوليّ النشأة أو ثانويّ عن طريق دراسة أنواع مُختلفة ومُتعدّدة من المعادن، فمثلاً يُعدّ كبريتيد الحديد من الخامات الأوليّة ولكنهُ بعد تعرّضه للتَّجوية تكوّن خام ثانويّ يُسمّى أكسيد الحديد المائي.
  

نشأة الخامات المعدنيّة:

• البدء بتبلور المصهور الصخريّ حتى ينشأ عنه صخور ناريّة عادية إضافةً إلى صخور البجماتيت حيث تُعتبر هذه الصخور خامات معدنيّة صهاريّة، وبعد الانتهاء من عمليّة التبلور هذه يبدأ يتشكل حول الماغما ما يُسمّى بالعروق الاقتصادية.
  تنشأ العروق الاقتصاديّة بفعل اندفاع المحاليل الساخنة إلى الخارج عن طريق الصخور، ومن ثم تصلُّبها حتى تؤدي إلى تكوين ثروات معدنيّة ومواد ذات قيمة اقتصادية كبيرة كالذهب والفضة وأكاسيد الحديد.
  تمتاز المحاليل الساخنة التي تعمل على تكوين العروق والمُتخلفة عن تصلُّب الماغما بأنّها محاليل حامضيّة تحتوي على كميات كبيرة من الماء والسيليكا، إضافةً إلى احتوائها على عدد من الغازات كأكسيد الكربون وغاز النيتروجين.
  
• هناك مجموعة من الخامات المعدنيّة قد تنشأ عن طريق الكائنات الحيّة فمثلاً معادن الكبريتيدات تنشأ عن طريق الترسيب بواسطة البكتيريا، حيث تتواجد ضمن الأحواض الترسيبيّة المعزولة والمُشبعة بكبريتيد الهيدروجين.
  
• قد تنشأ الخامات المعدنيّة عن طريق عمليّات التعرية والتجويّة والتي تتضمّن حدوث كل من : تجوية فيزيائية تؤدي إلى تكوين رواسب وصخور رسوبيّة ميكانيكيّة، تجوية كيميائيّة حيث يؤدي التفاعل بين الأكسجين المُذاب في الماء مع المعادن إلى أكسدة هذه المعادن خاصةً المعادن المافية، ومن الممكن أن يحدث تفاعل بين المحاليل والغازات ممّا يؤدي إلى نشوء خامات معدنيّة.
  كما أنّ هناك عمليات أخرى من عمليات التّجوية والتّعرية كعمليّة التميُّؤ وهي عملية يحدث فيها اتّحاد لعنصر الأكسجين مع المعادن الأخرى دون أن تتعرّض هذه المعادن إلى تجوية فيزيائية أو تفتُّت كاتحاد الأنهيدرايت مع الماء حتى يتكوّن الجبس، وأخيراً نذكر عمليّة التبخير حيث تُشير هذه العمليّة إلى عملية الترسيب الكيميائيّ، والتي تؤدي إلى تكوين المُتبخرات كالملح والجبس.
  

الخامات المعدنيّة الفلزّيّة:

• تشتمل على مجموعة من الخامات الفلزيّة الثمينة والتي توجد بصورة نادرة كالذهب والفضة والبلاتين، كما أنّ هذه المعادن تُعدّ مقياساً لتحديد قوة الأنظمة النقديّة العالميّة كالذهب المُستخدم كعُملة أو للزينة أو حتى صناعة الحُلي.
  
• خامات فلزيّة لصناعة السبائك: يتم من خلالها صناعة السبائك التي تقوم عليها الصناعات العالميّة كالسبائك التي لا يدخل الحديد في صناعتها كالنحاس والزنك والرصاص والقصدير.
  
• ومن الأنواع الأخرى للخامات المعدنيّة الفلزية ما يُعرف بخامات الفلزات النادرة حيث تكون نسبة تواجدها في الطبيعة قليلة جداً، كما أنّها تختلط مع خامات اقتصادية أخرى ومن الأمثلة عليها الزرنيخ والليثيوم.
  
• خامات فلزيّة مُشعة: حيث تشتمل على جميع العناصر التي تتميَّز بنشاطها الإشعاعي أو العناصر التي لها القدرة على تكوين طاقة هائلة عندما تقوم بتفتيت وتفجير ذاتها.
  

الخامات اللافلزية:

تنتشر هذه الخامات بشكل أكبر وأوسع من الخامات الفلزيّة، وتدخل في العديد من الصناعات، ويتم تحديد سعر هذا الخامات بناءً على تكلفة النقل وعلى الغرض الذي اُستخلصت من أجلهِ.

يتم استخدام معظم هذه الخامات بصورتها الطبيعيّة الأصليّة، إلّا أنّ بعض منها يتجزأ ويُستخلّص منه معادن أو مشتقّات أخرى ومن الأمثلة على هذه الخامات: خامات الوقود والتي تضم جميع أنواع الوقود الحجري كالغاز الطبيعي والفحم والنفط.

طُرق تكوّن الخامات المعدنيّة:

• الطريقة الميكانيكيّة: حيث تتضمن هذه الطريقة جميع عمليات التجوية والتعرية التي تقوم بتفتيت الصخر وتكوين رواسب مُتعدّدة يتم حملها وترسيبها عن طريق عوامل النقل المُتعدّدة، ممّا يؤدّي إلى تكوين صخور رسوبيّة ميكانيكيّة تتواجد ضمن بيآتها المُختلفة، إضافةً إلى تكوين رواسب معدنيّة وحصويّة على ضفاف الأنهار.
  
• الطريقة الكيمائيّة: حيث تتكون خامات معدنية عن طريق تفاعل الكائنات الحية مع الماء السطحيّ وهذا مايُعرف بالترسيب الكيميائيّ العضويّ، أو من خلال الترسيب المباشر من مياه البحار والمحيطات والناتج عن عمليّة التبخُّر بسبب ارتفاع درجات الحرارة.
  
• ومن الممكن أن تتكوّن الخامات المعدنيّة عن طريق حدوث تبلور للماغما إما على السطح أو على أعماق مُتفاوتة من سطح الأرض.