Anne-Louise Moltke 3.cf Naturgeografi d. 16. februar 2009
Pladetektonik og mineraldannelse
Side 1 af 5
Pladetektonik og mineraldannelse
1. Dannelse af mineraler langs med Andesbjergene og den nordamerikanske vestkyst.
Andesbjergene og den nordamerikanske vestkyst ligger ved en subduktionszone, hvor Nacza-pladen
og den Sydamerikanske plade støder sammen. Området er meget rigt på mange forskellige
mineraler og der kan findes både guld, sølv, bly, zink, tin, kobber, nikkel, mangan og jern
1
. Man
skal dog også huske på, hvor stort ”området” er. Hele zonen er ligeledes en mobil zone
2
, hvilket
betyder, at der er vulkansk aktivitet, som har stor betydning for mineralerne.
Andesbjergene er blandt de yngste af foldebjergene på Jorden. For 60 millioner år siden blev de
presset op under Den alpine Foldning da oceanpladen, den Østpacifiske Plade eller Nascapladen
bevægede sig mod kontinentpladen, Den Sydamerikanske Plade. Langs kontinentets vestrand
bevæger oceanpladen sig stadig ned under kontinentpladen langs en destruktiv pladerand, hvor der
dannes en dybdegrav. Der bliver skabt jordskælv og vulkanisme pga. oceanbundens bevægelser
skråt ind under Andesbjergene. Vulkanismen har former de højeste tinder som keglevulkaner.
Den store energi, høje temperaturer og tryk, langs kontaktfladen mellem de to plader under bjergene
smelter store stenmasser, magmaer, som trænger op bjergkæderne og størkner som malme med
værdifulde mineralforekomster.
Det er derfor magmatiske mineralforkomster, der er at finde i zonen. Oceanbundspladen med
malmforekomster glider ned under Andesbjergene, hvor det smelter og bliver til magma. Hvis
magmaen indeholder for meget vand, bliver det frigivet sammen med reststofferne (kobber, guld,
zink, bly m.fl.). De søger ud i omkringliggende bjergarter og de udskilles ved tryk og
temperaturfald. Når trykket efterhånden falder, dannes der hydrotermale gange hvor mineralerne
udskilles. Nogle gange sker denne udskillelse først, når opløsningen når op til havbunden eller
jordoverfladen, hvor den afkøles og udsættes for trykfald.
3
Metallerne udskilles tit som sulfider,
dvs. metallerne er bundet til en sulfidion (S
2-
). Dette gør det sværere at skille metallerne fra resten
og resultatet bliver ofte svovldioxid (SO
2
), som er syreholdigt i vandig opløsning.
Under afkølingen i magmakammeret, bliver de forskellige mineraler afkølet etapevist – da de har
forskelligt smeltepunkt, størkner de ligeledes på forskellige tidspunkter. Derfor adskilles og
koncentreres mineraler med forskellig massefylde og opløselighed, og bundfældes gradvist. På
1
Diercke s.231
2
Diercke s. 218
3
Geograti Natur – kultur – mennesker s. 101
Anne-Louise Moltke 3.cf Naturgeografi d. 16. februar 2009
Pladetektonik og mineraldannelse
Side 2 af 5
denne måde kan der dannes malmforekomster, som indeholder jern og nikkel (som er at finde i
denne zone).
Guld og sølv blev udvundet af inkaerne og derefter i stor stil af de spanske kolonisatorer. Fra
omkring 1900 udnyttedes de meget rige kobberforekomster. Blandt andre vigtige mineralske
råstoffer kan nævnes zink, bly, tin, molybdæn, tungsten og jern. Minedriften er især udviklet i den
vestlige og mest tilgængelige del af bjergene. Minedriften har haft afgørende betydning for veje og
de få jernbaner, der fører op i bjergene. Minerne har været og er stadig en vigtig arbejdsplads for
mange højlandsindianere, som søger til minebyerne, hvor de opsuges i det moderne samfund.
2. Dannelse af jernmalm, bauxit og nikkel i Brasilien
Brasilien ligger midt på den Sydamerikanske plade, og er derfor ikke udsat for vulkanisme.
Mineralerne i Brasilien er derfor dannet på en anden måde, end mineralerne i Andesbjergene og
Rocky Mountains – selvom det er på det samme kontinent.
Mineralforekomsterne i Brasilien er sedimentære. Sedimentære mineralforekomster dannes ved
nedbrydning af jordens overflade eller stammer fra organismer. Pga. nedbrydningen bliver stofferne
frigivet og de bliver enten koncentreret på selve dannelsesstedet (primært leje) – mens de
uinteressante mineraler fjernes af vand og vind – eller også bliver stofferne fjernet (eksempelvis af
vand) og bliver aflejret på et sekundært leje (f.eks. i floder). F.eks. bliver nikkel og bauxit
koncentreret på det primære leje, mens eksempelvis guld, tin og tungsand aflejres på et sekundært
leje.
Bauxitforekomsterne ligger i det nordligste af Brasilien, som er væsentligt nyere end det sydøstlige
(hvor man kan finde nikkel). ”Bauxit-området” er fra mesozoikum-kænozoikum, mens størstedelen
af resten af Brasilien er fra det tidlige prækambrium.
4
Det har ligeledes betydning, at Brasilien har et varmt klima. I varme områder bliver aluminium og
jern (dvs. tungtopløselige stoffer) tilbage efter nedbrydning af bjergarter, hvorimod resten opløses
og fjernes. Derfor kommer aluminium og jern til at dække store arealer. Hvis aluminium dominerer
dannes der bauxit, og hvis jern dominerer dannes der laterit. I området med nikkel i Brasilien har
jern været dominerende, eftersom at nikkelforekomsterne sidder på lateriten. Det er svært at
udvinde nikkel, når det sidder på laterit.
5
4
Diercke s. 218 og 230
5
”Brazil nickel developer progessing well with big sulphide mining operation” - artikel
Anne-Louise Moltke 3.cf Naturgeografi d. 16. februar 2009
Pladetektonik og mineraldannelse
Side 3 af 5
Jernmalm bliver udvundet i åbne brud og i egentlige miner. De steder, hvor malmen er lødig nok,
og hvor den træder frem på overfladen, kan man udnytte malmen i de mindre bekostelige, åbne
brud. I dag bryder man hovedsageligt jernmalm på denne måde i Sydamerika, særligt Brasilien, i
det vestlige Australien, i Kina, i Østeuropa (f.eks. Ukraine) og Canada.
3. Dannelsen af nikkel i Ny Kaledonien og af tin i Malaysia
Ny Kaledonien ligger mellem Australien og Fiji-øerne. Der er tale om forvitringsdannelse og
nikkelforekomsterne i Ny Kaledonien skal ligeledes udvindes af laterit.
Forekomsterne skal være store nok til, at det er besværet værd at bryde dem – og de skal ligge på
fremkommelige steder. Da forekomsternes dannelse starter ved de konstruktive pladerande i
spredningszonerne. Langs oceanryggene findes der varme kilder, hvor der gennem sprækker i
havbunden strømmer saltholdigt vand ud med en temperatur på 350-400° C. Det nedsivende
havvand bliver opvarmet af varme fra magmakamrene under oceanryggene, som også driver et
system af cirkulerende saltvand i den nydannede oceanbundsskorpe. Det varme vand opløser og
transporterer metaller, der findes i oceanbundsskorpen oven over magmakamrene, op til
havbunden.
6
Dybt nede i oceanbunden, hvor indtrængen magma, der er størknet i et
magmakammer, kan der dannes krom- og nikkelforekomster. Havdybden gør det svært at udnytte
forekomsterne og de udnyttes derfor kun de steder, hvor de som følge af senere pladebevægelser er
hævet op over havet. Her er nikkelforekomsterne i Ny Kaledonien et eksempel.
Malaysia ligger ligesom Andesbjergene og Rocky Mountains i en mobil zone, tæt på rigtig mange
jordskælv og vulkaner.
7
Her er den indisk-australske plade på vej ind under pladen, hvor Malaysia
ligger, dvs. det er en subduktionszone pga. de destruktive pladegrænser. Malaysias tinforekomster
er sedimentære forekomster, som er blevet koncentreret på et sekundært leje, efter at være blevet
ført dertil af vand. Det er blevet aflejret, hvor strømhastigheden er aftaget.
8
Når oceanbundspladerne
bevæger sig ind mod kontinenterne, flyttes de konstruktive zoners rige malmforekomster ind mod
de destruktive pladerande langs kanten af kontinenterne. Foran de vulkanske øbuer glider
litosfærepladen sammen med oceanbundens sedimenter skråt ned under kontinentet, hvor den
begynder at smelte. Herved dannes der ofte vandrigt magma, som søger gennembrudzoner op mod
jordoverfladen. Det overflødige vand i magmaen bliver frigivet (ligesom i Andesbjergene) sammen
6
Geografi natur – kultur – mennesker s.101
7
Diercke s.218 og 230
8
Geografi natur – kultur – mennesker s.102
Anne-Louise Moltke 3.cf Naturgeografi d. 16. februar 2009
Pladetektonik og mineraldannelse
Side 4 af 5
med reststofferne. Dvs. det er hydrotermale mineralforekomster med f.eks. kobber, guld, sølv. Zink
og bly. Magma, der dannes på større dybder i underskydningszonen (i dette tilfælde Sundagraven),
er ophav til tinforekomster. Derfor findes tinminerne rundt om i Stillehavet i større afstand fra havet
(dybgraven) end kobberminerne.
4. Dannelsen af mineraler i Uralbjergene
I Uralbjergene findes der nikkel, platin, jern, kobber og krom. Området er fra palæozoikum.
9
Omkring 2 mia. år gamle magmatiske mineralforekomster i store dybtliggende intrusioner
(intrængen magma, der er størknet i et magmakammer) kan være opstået langs en gravsænkning
nær randen af et kontinent. I Uralbjergene findes de som hævet op ved Den Sibiriske Plades
sammenstød med Europapladen. Dvs. at mineralforekomsterne her ligeledes er magmatiske.
10
5. Dannelsen af mineraler i Sudbury-området (Canada)
I Sudbury-området i Canada findes der kobber, platin, nikkel, jern, bly, zink og sølv. Området er fra
Prækambrium.
11
Jern, nikkel og kobber i Sudbury er dannet ved at magmatisk segregation, da disse
stoffer kan binde sig til sulfidionen. Sulfiddelen af magmaen er tung og synker ned i bunden.
12
Her er det igen ca. 2 mia. år gamle magmatiske mineralforekomster, som er blevet dannet ligesom
mineralerne i Uralbjergene, der har dannet nikkelforekomsterne i Sudbury. Forekomsterne er blevet
tilgængelige for mennesket efter en hævning af dannelsesområdet, der er foregået samtidig med, at
de overliggende bjergarter er blevet nedbrudt og fjernet.
13
6. Dannelsen af mineraler i Sydafrika
I Sydafrika findes der kobber, mangan, jern, guld, tin, sølv, bly, zink, nikkel, platin og krom.
Området med sølv, bly, zink, nikkel, guld og tin er fra Palæozoikum, mens området med kobber,
mangan, jern, platin og krom er fra Prækambrium.
14
Her er forekomsterne ligeledes magmatiske.
Krom er et af de tungeste mineraler, og er derfor sunket ned i magmaen og har koncentreret sig.
Krom- og platinforekomsterne er dannet på samme måde som nikkel i Sudbury og platin og krom i
Uralbjergene.
9
Diercke s.218 og 230
10
Geografi natur – kultur – mennesker s.101
11
Diercke s.218 og 230
12
Ark om mineralforekomster
13
Geografi natur – kultur – mennesker s.101
14
Diercke s.218 og 230
Anne-Louise Moltke 3.cf Naturgeografi d. 16. februar 2009
Pladetektonik og mineraldannelse
Side 5 af 5
På samme måde som tin blev dannet ved Malaysias kyster, blev der dannet diamantforekomster i
Sydafrika. Forekomsterne af guld og uran i Sydafrika er dannet i en gravsænkning i den unge
jordskorpe for 2,5 mia. år siden. De tunge guld- og uransedimenter, der menes at stamme fra
nedbrydning af en malmforekomst i en nærliggende hævet kontinentskorpe, er blevet koncentreret i
bunden.
15
Udvinding af mineralforekomsterne
Der første der gøres, er at malmen brydes. Dette kan enten foregå i et åbent eller et underjordisk
brud. Porfyrforekomster af kobber og jern (Carajas) og bauxit kan ofte brydes i et åbent brud. Ved
udvinding af bauxit er stripmining også en mulighed. Denne form er god til at reetablere området.
Derefter skal malmen knuses og formales, så man kan skille metallerne fra resten. Dette foregår
enten ved at visse kemikalier tilsættes, for at disse kan binde sig til metallerne (flotation). Ved
flotation bliver der også tilsat et skumdannende middel, så når der derefter blæses luft gennem
opslemningen, vil kornene med deres overtræk binde luftbobler og samles som et skumlag på
overfladen. Skummet kan let fjernes, og man har derved fået koncentreret et metal.
16
Man kan også gøre brug af magnetisme eller ganske enkelt massefylden (de tunge metaller vil
synke til bunds).
Det er dog ikke altid muligt at lave en fysisk adskillelse af mineralerne. I visse guld- og uranmalme
bliver man nødt til at gøre brug af kemisk ekstraktion af de eftersøgte metaller. Man kan enten
overhælde det brudte malm med svovlsyre oppe på jordoverfladen (svovlsyren opløser
uranmineralerne). Syrebehandlingen kan dog også foretages i de underjordiske skakter eller i et
åbent brud. En moderne metode er at bruge svovldannende bakterier, så bakterierne kan producere
syren ud fra svovlholdige mineraler i malmen (f.eks. svovlkis FeS
2
).
17
Metaludvinding giver forureningsproblemer. Når sulfiderne skilles fra metallerne reagerer S
2-
meget
let med et oxygenmolekyle (O
2
) og bliver derved til svovldioxid, som er syreholdigt i vandig
opløsning og som dermed giver syreregn, som forsure det omgivende miljø. Grundvandet kan
ligeledes blive forurenet af tungmetallerne (f.eks. cadmium, bly, som findes sammen med andre
metaller bl.a. zink, og kviksølv, som dog mest er et problem i Amazonas). Derudover kræver det et
stort energiforbrug at smelte metallerne, hvilket udleder meget CO
2
.
15
Geografi natur – kultur – mennesker s.102
16
Råstoffer af Henning Sørensen s. 70
17
Råstoffer af Henning Sørensen s. 72