Metallimalmikaivostoiminnan elinkaari
Tämä sivu on ensyklopedia-artikkeli.
Sivutunniste: Op_fi2838 |
|---|
| Moderaattori:Ei ole (katso kaikki) Kuinka ryhtyä moderaattoriksi? Sivun edistymistä ei ole arvioitu. Arvostuksen määrää ei ole arvioitu (ks. peer review). |
| Lisää dataa
|
Kaivostoiminnan elinkaari käsittää karkeasti neljä päävaihetta: malminetsinnän, kaivosten rakentamisen, tuotannon ja jälkihoidon. Elinkaari on voimakkaasti sidoksissa taloudellisiin suhdanteisiin. Malminetsintävaihe hyödyntämiskelpoisen esiintymän löytämiseksi ennen varsinaista kaivostoiminnan aloittamista voi kestää vuosia tai jopa vuosikymmeniä. Samoin tuotantovaiheen pituus voi vaihdella voimakkaasti riippuen mm. malmiesiintymän koosta, laaadusta ja louhintatekniikasta sekä louhittavien arvoaineiden markkinahinnoista. Hyödyntämiskelpoisen esiintymän ehtyessä kaivosalue suljetaan ja saatetaan jälkihoidolla ympäristölle ja inhmisten terveydelle haitattomaan kuntoon. Kaivosten sulkemisvaihe voi jatkua edelleen seurannan muodossa vuosia tai vuosikymmeniä toiminnan päättymisen jälkeen.
Alla olevissa kappaleissa kuvataan kaivostoiminnan keskeiset prosessit elinkaaren eri vaiheissa. Kuvaukset tällä hetkellä Suomessa toimivista metallimalmeja tuottavista kaivoksista ja niiden tuotantoprosesseista on esitetty sivulla Metallimalmikaivostoiminnan kirjallisuutta.
Malminetsintä
MAlminetsinnän tavoitteena on löytää ja paikantaa maankamaran mineraaliesiintymä, jonka voidaan osoittaa olevan taloudellisesti hyödynnettävä kaivostoiminnan aloittamiseksi. Malminetsintä on pitkäjätneistä työtä, joka etenee vaiheittain alueellisesta aihehankinnasta kohteelliseen tutkimukseen. Alueellisessa etsintävaiheessa malmipotentiaalisten vyöhykkeiden tulkinnassa hyödynnetään valtakunnanlaajuista GTK:n geologisten kartoitusten ja tutkimusten tuottamia tietoja. Kallioperäkartoitus kertoo maalajien jakautumisesta sekä maaperämuodostumista. Malmipotentiaalisten vyöhykkeiden tulkintaa hyödyntävät lisäksi merkittävästi geofysiikan ja geokemian aineistot. Alueellisia aineistoja säilytetään GTK:n tietokannoissa, joista ne ovat saatavilla jatkotutkimuksia varten [1]]. Nykyisin malmipotentiaaliset alueet ja kivilajit ovat suuntaa-antavasti tiedossa, ja kohdentava ja kohteelinen malminetsintä voidaan suunnata näille alueille.
Malminetsintämenetelmät
Kohdentava malmintesintä perustuu geologisiin maastotutkimuksiin eli suoriin havantoihin ja mittauksiin kalliopaljastumista, lohkare-etsintään, kallio- ja moreeni-näytteenottoon sekä kerättyjen näytteiden analysointiin (GTK 2006). Valtaosa etsintätutkimuksesta lopetetaan, jos viitteet malmivarannoista osoittautuvat kohteelliessa selvityksessä riittämättömiksi. Malminetsintä etenee erittäin harvoin koelouhintaan tai kaivospiirihakemukseen. Tosin samojen kohteiden tutkiminen voi aktivoitua uudelleen joko lisääntyneen tutkimustiedon, metallien maailmanmarkkinahintojen muutoksen tai metallien talteenottotekniikoiden kehittymisen myötä. Malminetsintätoimiin vaikuttavat kallioperässä olevan luonnonvaran lisäksi taloudelliset, ympärostönsuojelluliset ja yhteiskunnalliset tekijät.
Kalliopaljastuman havainnointi ja näytteenotto kallion pinnasta
Geologinen malminetsintä perustuu ensisijaisesti kalliopaljastumista tehtäviin maastohavaitoihin (esim. kivilaji, rakenne ja viitteet malmiutumisesta). Käytännössä kallion päältä käännetään havaintoja ja mittauksia varten turve noin neliömetrin suuruiselta alueelta käsin pois, ja havainnoinnin jälkeen tusve palautetaan paikalleen. Kiinnostavimmat kivilajipaljastumat puhdistetaan veden ja harjan avulla ja pidetään avoimina alueella tapahtuvien tutkimusten ajan.
Kallioperänäytteet otetaan mineralogisiin tutkimuksiin ja muihin määrityksiin kallion pinnasta palanäytteenä vasaralla, kannettavalla minikairalla (10-20 cm:n kivipuikot), sahaamalla timanttilaikalla (5 cm leveä ja 5-7 cm syvä uranäyte) tai jauhenäytteinä poralla. Kallioperään jää näytteen suuruinen jälki, ja sen ympärille mahdollista kivipölyä.
Lohkare-etsintä
Suurin osa, yli 90%, Suoman kallioperästä on irtaimien maalajien peitossa. Tämän vuoksi kohteellisessa malminetsinnässä tarvitaan suoraan kallioperähavainnoinnin lisäksi myös muita menetelmiä, kuten lohkare-etsintää, jossa pyritään mannerjäätikön kuljettamien irtoimalohkareiden avulla paikallistamaan malmipotentiaalinen kallio tarkempia tutkimuskia varten. Mielenkiintoisista lohkareista otetaan näytteet vasaralla tai minikairalla.
Geofysiika maastotyöt
Geofysiikaalisilla mittausmenetelmillä mitataan maankamaran fysikaalisia ominaisuuksia ja tehdään niistä geologisia ja malminetsintää palvelevia tulkintoja. Mittaustuloksista voidaan päätellä paksun maapeitteen alla olevan kallioperän laatua, esim. kivilaji- ja mineraalikoostumiksen vaihtelua, sekä paikantaa siirros- ja ruhjevyöhykkeitä, kivirakenteita sekä -muuttumisvyöhykkeitä. Malminetsinnässä geofysikaalisten mittaustulosten ja mallinnusten perusteella arvioidaan arilaiseten malmikriittisten kivilohkojen syvyysulottuvuudet ja rakenne maanpinna alla. Tavallisesti käytetään magneettisia ja sähköisiä menetelmiä, joskus gravimetrisia menetelmiä eli painovoimamittauksia. Sähköisistä menetelmistä käytetyimpiä ovat slingram-menetelmä, indusoitu polarisaatio- (IP) ja omapotentiaalisuus (SP). Malminetsinnässä voidaan myös käyttä seismiä ja radioaktiivisia menetelmiä.
Malminetsintään liittyvät geofysiikan mittaukset tehdään kesäisin jalkaisin ja talvella moottorikelkalla kulloinkin tarkoituksenmukaisella linjavälillä, yleensä esimerkiksi 50-100 metrin välillä. Mittauksia tehdään myös mittauslaitteilla varustetulla lentokoneella lentäen kohdealueen yli (lentogeofysiikka). Geofysikaalisia mittauksia (esim. suskeptibiliteetti, tiheys, sähkönjohtavuus) voidaan tehdä kairareiästä. 3D-mallinnuksen kehittymisen ja pintaan puhkeamattomien malmiaiheiden etsinnän myötä on aloutettu kehittämään syvyysulottuvia erikoismittauksia ja niihin liittyvää tulkintaosaamista.