اکتشاف معدن و مراحل آن
اکتشاف معدن، مجموعهای متنوع از علوم، فنون و روش‌هایی است که کمک می‌کند تا یک منبع یا ذخیره باارزش اقتصادی در رو یا زیرزمین با تخمین عیار، تناژ و هندسه آن تعیین موقعیت شود. مراحل اکتشاف معدن شامل مطالعات دفتری، پی‌جویی و اکتشاف می‌شود. در مرحله پی‌جویی که شامل نخستین مرحله میدانی است، معمولا به دو صورت ژئوفیزیکی و ژئوشیمی انجام می‌گیرد. با توجه به این موضوع که ریسک اکتشافات معادن بالاست، بهتر است که در گام‌های نخستین اکتشاف معادن، دولت‌ها سرمایه‌گذاری لازم را در این زمینه انجام بدهند.
اکتشاف معدن
معادن به عنوان فراهم‌کننده مواد اولیه نقش مهم در زندگی بشر دارند. نخستین مرحله بهره برداری از معادن، اکتشاف معدن است. اکتشاف معدن، مجموعهای متنوع از علوم، فنون و روش‌هایی است که کمک می‌کند تا یک منبع یا ذخیره باارزش اقتصادی در رو یا زیرزمین با تخمین عیار، تناژ و هندسه آن تعیین موقعیت شود. اکتشاف کانسارها شامل سه مرحله اکتشاف مقدماتی، نیمه‌تفصیلی و تفصیلی است. با پایان هر مرحله از اکتشاف، با توجه به افزایش یا کاهش احتمالات کشف و برآورد هزینه‌های انجام‌شده و قابل پیش‌بینی در مورد ادامه اکتشاف تصمیم‌گیری می‌شود.
مراحل اکتشاف معدن
عملیات اکتشاف معدن دارای مراحل مطالعات دفتری، پی‌جویی و اکتشاف است.
مطالعات دفتری
نخستین مرحله اکتشاف معدن، جمع‌آوری و بررسی داده‌های دفتری است. این مرحله می‌تواند شامل گزارش‌ها و نقشه‌های زمین‌شناسی با مقایسه‌های مختلف، تصاویر هوایی و موهواره‌ای، سنجش‌های هوابرد ژئوفیزیک، ژئوشیمی و ... باشد.
مرحله پی‌جویی
مرحله پی‌جویی یا کسب اطلاعات مقدماتی به صورت میدانی، نخستین مرحله از اکتشاف به شمار می رود که در صورت رضایت‌بخش بودن نتایج آن، به معنی تولد یک معدن خواهد بود. هدف اصلی پی‌جویی، جستجو و تعیین محل یک آنومالی با مختصات یک کانسار کانی است. در حقیقت هدف اصلی پی‌جویی، یافتن اولین پازل اکتشاف است.
پی‌جویی زمین‌شناسی، در حقیقت بکارگیری علم پیدایش و تشکیل کانسار کانی، نقشه‌برداری ساختمانی و تجزیه و تحلیل‌‌های کانی‌شناسی و سنگ‌شناسی در کشف، تشخیص و ارزیابی پیگرد‌های کانی است.
انواع روشهای پی‌جویی
به دلیل در معرض دید نبودن کانسارها، روشهای جستجو تلفیقی از روشهای جستجوی مستقیم و غیرمستقیم است. روشهای مستقیم مانند آزمایشات فیزیکی و مشاهده‌ای، مطالعات زمین‌شناسی و نقشه‌برداری، نمونه‌برداری جهت پی‌جویی کانسارهای غیرفلزی و زغال سنگ که اغلب دارای رخنمون هستند یا در زیر روباره‌‌های کم عمق واقعند، مناسب هستند؛ در مقابل برای کانسارهای فلزی بکارگیری روشهای غیرمستقیم مانند روشهای ژئوفیزیکی، ژئوشیمیایی و گیاه‌شناسی تقریبا اجتناب ناپذیر است.
پی‌جویی ژئوفیزیکی
در میان روشهای پی‌جویی غیرمستقیم روش یا روشهای ژئوفیزیکی در راس قرار دارند. در این روش، تغییراتی را در شرایط زمین‌شناسی که امکان دارد ناشی از وجود کانسارهای کانی اقتصادی باشد، از فاصله‌ای مشخص کشف می‌کنند و با استفاده از ابزارهای بسیار حساس، تغییرات خواص فیزیکی زمین انداره‌گیری می‌شوند. این تغییرات می تواند ناشی از وجود یک کانسار کانسنگ باشند یا نباشند، اما تشخیص این امر تا حدی پیچیده و مشکل است. دامنه نفوذ روشهای ژئوفیزیکی هوابرد تقریبا نامحدود است، اما نفوذ آنها در زمین به ندرت از ۹۰ متر فراتر می‌رود.
کاربرد ژئوفیزیک در ابتدا برای پی‌جویی و اکتشاف در صنایع نفت و گاز طبیعی آغاز شد و بیشترین میزان موفقیت را تاکنون در این زمینه به دست آورده است. از طریق ژئوفیزیک همچنین می‌توان اطلاعات باارزشی برای تهیه نقشه‌های زمین‌شناسی که موقعیت فضایی کانسار (عمق، شکل و...) یا شکل‌های زمین (چین‌ها، گسل‌ها و...) را بیان می‌کند، به دست آورد.
هر روش جهت اندازه‌گیری خاصیت یا مشخصه خاصی است که برای کانی‌های مختلف متفاوت است در نتیجه می توان گفت برای هر کانی یا کانسار خاص از روشهای ژئوفیزیکی خاصی می‌توان بهره گرفت. این روش‌ها شامل روش گرانی، لرزه ای، مغناطیسی، الکتریکی، الکترومغناطیسی، قطبش القایی، مقاومت ویژه ، رادیواکتویته و ... می‌شود.
پی‌جویی ژئوشیمی
ژئوشیمی روشی جدید‌تر از ژئوفیزیک است. پی‌جویی ژئوشیمیایی تعیین‌کننده تغییرات جزئی ناشی از وجود ماده معدنی (معمولا فلزی) در نزدیکی محل پی‌جویی است، این تغییرات توسط بررسی ترکیب شیمیایی نمونه‌هایی از آب، هوا، خاک و گیاهان مشخص می‌شود. نکته حائز اهمیت این است که کشف اولیه ماده معدنی به وسیله روش ژئوشیمی تنها مقدم‌های بر کشف مستقیم از طریق پی‌جویی زمین‌شناسی یا پی‌جویی ژئوفیزیکی خواهد بود. باید دانست که ژئوشیمی برای یافتن زغال سنگ، کانی‌های غیرفلزی، بوکسیت، سنگ‌های قیمتی یا کانسنگ‌های آهن، منگنز، کرومیت و تیتان مورد استفاده قرار نمی‌گیرند.
مرحله اکتشاف معدن
مرحله اکتشاف در ادامه مرحله پی‌جویی قرار دارد که هدف آن تعیین حدود و ارزیابی پی‌جویی‌هاست. در اکتشاف، شکل هندسی، گستره و ارزش یک کانسار را با استفاده از تکنیک‌هایی مشابه پی‌جویی ولی با دقت بیشتری تعیین می‌شود.
مراحل پیشرفت در اکتشاف معدن را می‌توان به این صورت بیان کرد:
- نواحی تعیین شده بر اساس روش پی‌جویی از طریق تکنیک‌‌های اکتشافی کاملا مشخص می‌شوند.
- به صورت بخشی و همچنین در کل منطقه مشخص شده، نمونه‌برداری انجام شده و به عبارت دیگر کانسار کانی صورت می‌پذیرد و نمونه‌ها تجزیه می‌شوند.
- تناژ و عیار را از طریق اطلاعات به دست آمده از نمونه‌ها تعیین و با استفاده از تناژ و عیار برآورد شده درآمد حاصل را محاسبه کرده تا در نهایت مقدمات انجام مطالعات امکان‌سنجی معدنکاری فراهم شود.
اکتشافات معدنی در ایران
از مساحت یک میلیون و ۶۴۸ هزار و ۱۹۵ کیلومتر مربعی ایران تنها ۱۰ درصد آن تحت عملیات اکتشافی قرار گرفته است. عمق اکتشافات ذخایر معدنی در برخی از کشورهای دنیا به بیش از ۸۰ متر رسیده، در حالی که در ایران این میزان به حدود ۲۰ متر رسیده است و این موضوع نشان می دهد که در این زمینه ایران حدود یک چهارم میانگین جهانی قرار دارد و این عقب‌ماندگی باید با استفاده از فناورهای جدیدی جبران شود. اکتشافات معدنی در ایران به نحو سنتی، با فناوری سه دهه پیش و به صورت سطحی تا نیمه‌عمیق انجام می‌گیرد.
ریسک اکتشافات معدنی
در سراسر جهان، اکتشاف معدن، فعالیتی با ریسک بالا به شمار می رود، از این رو هر اندازه که دولت‌ها ریسک اکتشافات را بپذیرفته و هزینه آن را بپردازند، بخش خصوصی بیشتر تمایل پیدا می کند تا وارد حوزه اکتشاف معدن شود. اما زمانی که بخش خصوصی وارد عرصه اکتشاف می شود، چون بخش خصوصی باید ریسک کار را قبول کند، تلاش می‌کند تا با پایین‌ترین هزینه این کار را انجام دهد و زمانی که با هزینه پایین این کار انجام شود، بسیاری از ذخایر به درستی اکتشاف نشده یا ناشناخته باقی می مانند، بویژه اینکه همه ذخایر روی سطح زمین دارای رخنمون مشخص برای دستیابی معدنکاران نیستند.
