Geologie, Prospektion und Exploration für Eisenerzlagerstätten

Geologie, Prospektion und Exploration von Eisenerzlagerstätten

Eisen ist seit der Antike bekannt. Eisen ist in der Lithosphäre allgegenwärtig, entweder als Hauptbestandteil oder in Spurenmengen. Im Überfluss steht es an vierter Stelle hinter Sauerstoff, Silizium und Aluminium.

Eisenerze haben ein breites Bildungsspektrum in geologischer Zeit sowie eine weite geografische Verbreitung. Diese Erze finden sich in den ältesten bekannten Gesteinen der Erdkruste mit einem Alter von über 2,5 Milliarden Jahren sowie in Gesteinen, die in verschiedenen späteren Zeitaltern entstanden sind. Tatsächlich bilden sich sogar heute Eisenerze in den Gebieten, in denen Eisenoxide ausgefällt werden.

Weltweit sind mehrere tausend Eisenvorkommen bekannt. Ihre Größe reicht von wenigen Tonnen bis zu mehreren hundert Millionen Tonnen. Eisenerzvorkommen sind in verschiedenen Regionen der Welt unter unterschiedlichen geologischen Bedingungen und in unterschiedlichen geologischen Formationen verteilt. Die größte Erzkonzentration findet sich in gebänderten Sedimenteisenformationen aus dem Präkambrium. Diese Formationen bilden den Großteil der Eisenerzressourcen der Welt.

Eisenerze kommen in einer Vielzahl geologischer Umgebungen in magmatischen, metamorphen oder Sedimentgesteinen oder als Verwitterungsprodukte verschiedener primärer eisenhaltiger Materialien vor. Eisenerze können in Typen mit ähnlichem geologischem Vorkommen, Zusammensetzung und Struktur eingeteilt werden. Das Folgende ist eine vereinfachte Klassifizierung, die auf der Genese der Lagerstätten und der geologischen Umgebung basiert. Es zeigt die Hauptvorkommensweisen von Eisenerzen und veranschaulicht die vielfältige Geologie von Eisenerzvorkommen.

• Magmatische Erze – Diese Eisenerzlagerstätten werden durch Kristallisation aus flüssigen Gesteinsmaterialien gebildet, entweder als geschichtete Lagerstätten, die möglicherweise das Ergebnis von Kristallen schwerer eisenhaltiger Mineralien sind, die sich absetzen, wenn sie kristallisieren, um eisenreiche Konzentrationen zu bilden, oder als Lagerstätten, die zeigen eine aufdringliche Beziehung zu ihren Wandfelsen. Diese Erzvorkommen sind entweder tafelförmig oder unregelmäßig und bestehen größtenteils aus Magnetit mit unterschiedlichen Mengen an Hämatit. Magmatische Erze haben normalerweise einen hohen Eisengehalt und häufig einen hohen Phosphor- oder Titangehalt.
• Kontakterze – Eisenerzvorkommen, die sich am oder in der Nähe des Kontakts zwischen Eruptivgestein und Sedimentgestein gebildet haben, bestehen normalerweise aus Magnetit und Hämatit mit assoziierten Karbonaten und Pyrit. Die Erzvorkommen liegen in den Sedimentgesteinen meist als unregelmäßige oder tafelförmige Ersatzkörper vor.
• Hydrothermale Erze – Dies sind Eisenerzlagerstätten, die durch heiße Lösungen gebildet wurden, die Eisen transportierten und Gesteine ​​mit günstiger chemischer Zusammensetzung durch Eisenmineralien ersetzten, um unregelmäßige Erzkörper zu bilden. In diesen Lagerstätten kommt Eisen oft als Siderit (FeCO3) oder manchmal als Oxid vor.
• Sedimentäre Erze – Dies sind (i) Lagererze, (ii) Sideriterze, (iii) Seifenerze oder (iv) Mooreisenerze. „Gebettete Eisenerze“ bestehen oft aus Oöliten von Hämatit, Siderit, Eisensilikat oder seltener Limonit in einer Matrix aus Siderit, Calcit oder Silikat. Diese Erze haben eine weite geografische Verbreitung, die mit anderen Sedimentgesteinen verbunden ist, und haben oft einen ziemlich hohen Phosphorgehalt. Die Erze können selbstfließend sein. „Sideriterze“ bestehen aus Sideritbetten oder Sideritknollen, die mit Schiefer verbunden sind. Sie sind in den Kohlemaßen üblich und werden oft als Ton-Eisensteine ​​​​oder schwarze Band-Eisensteine ​​​​bezeichnet. Diese Erze enthalten normalerweise assoziierte Sulfide und haben oft einen ziemlich hohen Schwefel- und Phosphorgehalt. Eisenoxide sind, wenn sie kompakt sind, normalerweise witterungs- und erosionsbeständig und können unter günstigen Bedingungen „Seifenablagerungen“ bilden, die in einigen Fällen Eisenerze darstellen. Seifenlagerstätten sind als Eisenquellen von untergeordneter Bedeutung. „Mooreisenerze“ kommen in vielen Sumpfgebieten vor. Sie treten normalerweise als dunkelbraune, zellige Massen oder körnige oder feine Limonitpartikel auf. Kommerziell sind diese Erze schon lange nicht mehr von Bedeutung.
• Metamorphisierte Eisenformationen – Dazu gehören die metamorphosierten, geschichteten eisenhaltigen Gesteine, die normalerweise aus abwechselnden dünnen Schichten aus feinkörnigem Quarz und Eisenoxiden bestehen. Das Eisen liegt normalerweise in der mineralischen Form von Magnetit oder Hämatit vor, zusammen mit geringeren Mengen an Eisensilikaten und Eisenkarbonaten. Im Wesentlichen sind alle präkambrischen Sedimenteisenformationen von diesem Typ. Zu den metamorphosierten Typen gehören auch solche, bei denen die ursprüngliche Form der Erze durch ausgedehnte Rekristallisation verdunkelt wurde. Einige dieser Eisenformationen sind als Eisenerze wirtschaftlich wichtig, da sie für die Aufbereitung durch Feinmahlen und durch Konzentration der Erzmineralien hauptsächlich durch magnetische Verfahren zugänglich sind.
• Resterze – Diese Erze sind in der Regel Produkte der oberflächlichen Verwitterung von Gestein, können aber auch Erze enthalten, die durch hydrothermale Oxidation und Auswaschung entstanden sind. Erze dieses Typs wurden in großem Umfang in präkambrischen Eisenformationen durch Auslaugen von Kieselsäure gebildet, die üblicherweise mehr als 50 % des Gesteins ausmachte. Oxidation veränderte Eisenkarbonat, Silikatmineralien und Magnetit zu Hämatit oder Limonit.

Das potenzielle Eisenerz, von dem bekannt ist, dass es in einem Gebiet vorhanden ist, wird als Eisenerzressource bezeichnet. Zu den identifizierten Ressourcen gehören sowohl Reserven als auch andere eisenhaltige Materialien, deren Abbau unter zukünftigen wirtschaftlichen Bedingungen rentabel werden könnte. Identifizierte Ressourcen sind solche, deren Standort, Gehalt, Qualität und Menge bekannt sind oder anhand spezifischer geologischer Beweise geschätzt werden. Identifizierte Ressourcen umfassen wirtschaftliche, marginal wirtschaftliche und subökonomische Komponenten, und je nach Grad der geologischen Gewissheit kann jede dieser wirtschaftlichen Unterteilungen weiter in gemessene, angezeigte und abgeleitete Ressourcen unterteilt werden. Reserven sind definiert als solche Ressourcen, die zum Zeitpunkt ihrer Bestimmung wirtschaftlich abgebaut werden können.

Die Ausbeutung bestehender Eisenerzvorkommen ist der einfachere Teil des Bergbaubetriebs. Der schwierigere Teil besteht darin, neue Erzvorkommen zu finden und ihre Ausdehnung und den Eisengehalt (Grad) zu definieren. Exploration ist der Prozess, bei dem die Ansammlungen von Eisenerzmineralien in der Erdkruste gefunden werden können. Bevor die für den Aufbau eines Bergbaubetriebs erforderlichen hohen Investitionen getätigt werden, muss die Bergbauorganisation sicherstellen, dass die Lagerstätte wirtschaftlich rentabel ist und über Erzmengen verfügt, die die Erzproduktion über einen ausreichend langen Zeitraum gewährleisten. Auch nach Produktionsbeginn ist es notwendig, Erweiterungen der Mineralisierung zu lokalisieren und abzugrenzen und nach neuen Prospektionsgebieten zu suchen, die die abgebauten Reserven ersetzen könnten. Die Untersuchung von Erweiterungen und die Suche nach neuen Lagerstätten sind wichtige Aktivitäten für eine Bergbauorganisation.

Bei der Prospektion wird ein Gebiet nach Mineralvorkommen abgesucht, um es gewinnbringend abzubauen. Mit anderen Worten, die Minerallagerstätte in eine Erzlagerstätte umzuwandeln. Ein Geologe, der ein Gebiet erkundet, sucht nach Oberflächenvorkommen von Mineralien, indem er Unregelmäßigkeiten in Farbe, Form oder Gesteinszusammensetzung beobachtet. Seine Erfahrung sagt ihm, wo er suchen muss, um die größten Erfolgschancen zu haben.

Exploration, während es ähnlich wie Prospektion klingt, ist der Begriff, der für die systematische Untersuchung einer Erzlagerstätte verwendet wird. . Es ist nicht einfach, den Punkt zu definieren, an dem die Prospektion zur Exploration wird. Nachdem ein interessantes Gebiet ausgewählt wurde, wird ein Antrag auf eine Explorationsgenehmigung gestellt. Bevor mit den Explorationsaktivitäten begonnen werden kann, ist eine Genehmigung durch die Behörden erforderlich.

Aktivitäten im Zusammenhang mit Prospektion und Exploration

Der erste Schritt bei den Aktivitäten im Zusammenhang mit der Prospektion und Exploration besteht in der Durchführung einer Überprüfung historischer und vorhandener Daten, insbesondere von stillgelegten Minen und Kernproben, sowie anderer relevanter Informationen, die aus früheren Explorationen verfügbar sind und auf die zugegriffen werden kann. Dies kann zu großen Zeit- und Kosteneinsparungen führen, die für neue Aktivitäten erforderlich sind. Eine der billigsten Phasen der Gebietserkundung ist die Erstellung einer umfassenden, detaillierten und genauen geologischen Karte, die oft mit einfachen Instrumenten wie Maßband und Kompass beginnt. Die Genauigkeit kann durch die Verwendung von Luftbildern verbessert werden, um Aufschlüsse, größere Verwerfungszonen und grundlegende topografische Kontrolle zu lokalisieren. Jeder Schritt verursacht weitere Kosten, verbessert aber auch die Genauigkeit und die Details der resultierenden Karte.

Land, das mit Erde bedeckt ist, ist für den Prospektor unzugänglich, der zuerst nach einem Ausbiss der Mineralisierung Ausschau hält. Wenn die Landbedeckung eine flache Schicht alluvialen Materials umfasst, werden normalerweise Gräben über das mineralisierte Gebiet gegraben, um das Grundgestein freizulegen.

Ein Prospektor identifiziert die Entdeckung, misst Breite und Länge und schätzt das mineralisierte Gebiet. Proben aus den Gräben werden im Labor analysiert. Selbst wenn Mineralien an der Oberfläche gefunden werden können, ist die Bestimmung der Tiefenausdehnung eine Frage qualifizierter Vermutungen. Wenn die Ergebnisse des Schürfers und seine Theorien über die wahrscheinliche Existenz einer Erzlagerstätte auf festem Boden stehen, besteht der nächste Schritt darin, das umliegende Land zu erkunden.

Exploration ist ein Begriff, der Geophysik, Geochemie und schließlich die kostspieligeren Aktivitäten umfasst, nämlich das Bohren in den Boden, um Proben aus jeder Tiefe zu erhalten. Bild 1 zeigt den allgemeinen Tätigkeitsablauf bei der Prospektion und Exploration einer Erzlagerstätte. Effiziente Exploration hängt von einer immer ausgefeilteren Kartenerstellung für Planungszwecke und Zugangswege, für geologische, geophysikalische, geochemische und strukturelle Kartierungen ab. Heutzutage sind detaillierte topographische Luftbildkarten verfügbar, die dem Entdecker grundlegende Informationen geben, um zu bestimmen, wo Gebiete mit gutem Potenzial für Erzvorkommen zu finden sind.

Abb. 1 Allgemeiner Tätigkeitsablauf bei der Prospektion und Exploration einer Erzlagerstätte 

Geophysikalische Erkundung

Nach ihrer Einführung in den 1950er Jahren sind luftgestützte geophysikalische Vermessungen zu einem häufig verwendeten ersten Schritt in der geophysikalischen Exploration geworden. Große Flächen können in kurzer Zeit effektiv abgedeckt werden. Die gebräuchlichsten aerogeophysikalischen Karten sind Magnetometerkarten, die die Variationen des Erdmagnetfeldes mit hoher Genauigkeit aufzeichnen. Die optimale Wahl der Höhe und des Abstands sowie die Wahl der Instrumentierung sind bei luftgestützten geophysikalischen Untersuchungen wichtig.

Von der Oberfläche aus werden verschiedene geophysikalische Methoden verwendet, um unterirdische Formationen zu erkunden, basierend auf den physikalischen Eigenschaften von gesteins- und eisenhaltigen Mineralien wie Magnetismus, Schwerkraft, elektrische Leitfähigkeit, Radioaktivität und Schallgeschwindigkeit. Häufig werden zwei oder mehr Methoden in einer Erhebung kombiniert, um verlässlichere Daten zu erhalten. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden zusammengestellt und mit geologischen Informationen von Oberflächen- und Splitter- oder Kernproben aus früheren Kernbohrungen abgeglichen, um zu entscheiden, ob es sich lohnt, mit weiteren Explorationen fortzufahren. Falls die Untersuchungsergebnisse auf eine weitere Exploration hindeuten, bilden die Informationen die Grundlage für die Bohraktivitäten. Da geophysikalische Untersuchungen normalerweise zunächst aus der Luft durchgeführt werden, werden Informationen aus den Oberflächenuntersuchungen verglichen und der luftgestützten Kartierung hinzugefügt.

Die gegenwärtigen geophysikalischen Techniken und Instrumente, Probenahmeverfahren, Bohrverfahren und einige geologische Untersuchungsverfahren, die für Eisenerz anwendbar sind, werden nachstehend beschrieben. Die Geophysik, wie sie auf die Erkundung von Eisenerzen angewendet wird, ist in erster Linie ein Erkundungsinstrument, das Informationen liefert, die anschließend durch geologische Kartierungen, petrographische Studien, Bohrungen und die Auswertung von Erzanalysen und Behandlungstests ergänzt werden müssen. Die geophysikalischen Techniken, die bei der Suche nach Eisenerzen verwendet werden, basieren wie bei den meisten geophysikalischen Kartierungen auf dem Vorhandensein messbarer Kontraste physikalischer Eigenschaften zwischen den Erzmineralien und den umgebenden Gesteinen. Die hauptsächlich verwendeten physikalischen Eigenschaften sind Magnetismus (sowohl permanent als auch induziert) und Dichte. Elektrische Methoden (einschließlich Polarisation und Elektromagnetismus) und seismische Studien werden manchmal in Verbindung mit magnetischen oder Gravitationsuntersuchungen verwendet, um eine bessere Definition der Erzkörper zu erhalten.

Magnetometer

Moderne Magnetometer haben eine größere Empfindlichkeit und einen bequemeren Betrieb. Weil sie seit den 1950er Jahren andere Methoden wie die Dip-Nadel und das Super-Dip aus der praktischen Anwendung bei der Exploration von Eisenerz verdrängt haben. Magnetometer haben mehrere aufeinanderfolgende Entwicklungsstufen durchlaufen. Die hauptsächlich bekannten Formen sind in der Reihenfolge ihrer Konzeption Magnetometer vom Ausgleichstyp, Torsionstyp und Fluxgate, gefolgt in den letzten Jahren von Magnetometern, die auf dem Gebiet der Atomphysik erdacht und entwickelt wurden. Zu diesen letzteren Instrumenten gehören die Rubidiumdampf-, Protonenpräzessions- und optische Absorptionsmagnetometer.

Magnetometer werden verwendet, um die Stärke des Erdmagnetfelds oder seine vertikale Komponente an einem bestimmten Ort zu bestimmen. Das Feld der Erde ist sehr schwach und reicht von etwa 0,7 Oersted an den Magnetpolen bis zu etwa 0,25 Oersted an einigen Stellen am magnetischen Äquator. In geomagnetischen Studien wird die Feldstärke in einer viel kleineren Einheit als Oersted gemessen, nämlich dem Gamma (entspricht 0,00001 Oersted). Die Form des Erdmagnetfelds ist nicht einheitlich, sondern zeigt große regionale Unregelmäßigkeiten aufgrund von Variationen in der Form und Zusammensetzung der Kruste und des oberen Erdmantels. Variationen in kleinerem Maßstab resultieren aus magnetischen Störungen, die durch Konzentrationen von magnetischem Material nahe der Oberfläche verursacht werden, und es sind diese lokalen Variationen, die gesucht werden, wenn nach Eisenerzen gesucht wird.

Magnetische Vermessung

Die magnetische Vermessung misst Schwankungen im Erdmagnetfeld, die durch magnetische Eigenschaften unterirdischer Gesteinsformationen verursacht werden. Das luftgestützte Magnetometer ist das primäre geologische Werkzeug, das bei der Suche nach Eisenerzen und eisenhaltigen Materialien in großen Gebieten verwendet wird. Das Verfahren zur Durchführung einer luftgestützten magnetischen Vermessung besteht darin, ein Fluxgate oder ein Protonen-Präzisionsmagnetometer in einem Flugzeug zu installieren, das das Zielgebiet in einer festen Höhe und entlang vorbestimmter Fluglinien überquert. Das Magnetometer misst die Stärke des Erdmagnetfeldes. Die Daten werden zusammen mit der Position des Flugzeugs und seiner Höhe elektronisch aufgezeichnet. In den letzten Jahren gab es Verbesserungen in der Qualität der Vermessungen aufgrund von Verfeinerungen der Ausrüstung, die größere Empfindlichkeit und Einfachheit, Mehrkanal-Datenaufzeichnung, Miniaturisierung von Instrumenten und eine genauere Positionierungsfähigkeit umfassen. Aufgrund der Präsentation und Aufzeichnung der Daten in digitaler Form werden Computer verwendet, um die für Analysen und Interpretationen erforderlichen Datenreduktions- und Plotanforderungen durchzuführen. Daten aus diesen Aufzeichnungen werden als Konturkarte dargestellt, wobei Linien Punkte gleicher magnetischer Intensität auf der Karte verbinden. Die von diesen Linien gebildeten Muster zeigen Bereiche an, in denen magnetische Anomalien (große lokale Verzerrungen des Erdmagnetfelds) auftreten. Die durch Anomalien auf der Magnetkarte gekennzeichneten Gebiete werden dann durch geologische Untersuchungen und durch Gravitationsmessungen, elektromagnetische Studien oder andere geophysikalische Techniken genauer untersucht. Diese geophysikalischen Techniken sind unten angegeben.

Elektromagnetische Untersuchungen basieren auf Schwankungen der elektrischen Leitfähigkeit in der Gesteinsmasse. Ein Sender dient zur Erzeugung eines primären elektromagnetischen Wechselfeldes. Induzierter Strom erzeugt im Gestein ein sekundäres Feld. Das resultierende Feld wird verfolgt und gemessen, wodurch die Leitfähigkeit der unterirdischen Massen enthüllt wird.

Elektrische Vermessungen messen entweder den natürlichen Stromfluss im Boden oder den galvanischen Strom, der in den Boden geleitet und genau kontrolliert wird. Elektrische Vermessungen werden verwendet, um Mineralvorkommen in geringer Tiefe zu lokalisieren und geologische Strukturen zu kartieren, um die Tiefe der Deckschicht bis zum Grundgestein zu bestimmen oder den Grundwasserspiegel zu lokalisieren.

Vermessungen mit induzierter Polarisation werden entlang Gitterlinien durchgeführt, wobei Ablesungen an Empfangselektroden vorgenommen werden, die in die Erde gepflanzt und von Station zu Station bewegt werden. Die Elektroden sind mit einem Empfänger verbunden und messen die Aufladbarkeit (die Fähigkeit verschiedener Mineralien, eine elektrische Ladung aufzubauen) und die Auswirkungen des spezifischen Widerstands auf Strom, der in den Boden und das Grundgestein gepresst wird.

Gravimetrische Untersuchungen messen kleine Schwankungen im Gravitationsfeld, die durch die Anziehungskraft der darunter liegenden Gesteinsmassen verursacht werden. Die Variation der Schwerkraft kann durch Verwerfungen, Antiklinalen und Salzstöcke verursacht werden, die oft mit ölführenden Formationen in Verbindung gebracht werden. Gravimetrische Vermessung wird auch verwendet, um Mineralien mit hoher Dichte wie Eisenerz zu erkennen.

In Regionen, in denen Gesteinsformationen radioaktive Mineralien enthalten, ist die Strahlungsintensität erheblich höher als das normale Hintergrundniveau. Die Messung der Strahlungswerte hilft bei der Lokalisierung von Lagerstätten, die Mineralien enthalten, die mit radioaktiven Substanzen in Verbindung gebracht werden.

Seismische Untersuchungen basieren auf Schwankungen der Schallgeschwindigkeit, die in verschiedenen geologischen Schichten auftreten. Es wird die Zeit gemessen, die der Schall benötigt, um von einer Quelle auf der Oberfläche durch die darunter liegenden Schichten und wieder nach oben zu einem oder mehreren Detektoren zu gelangen, die in einiger Entfernung auf der Oberfläche platziert sind. Die Schallquelle kann der Schlag eines Vorschlaghammers, ein schweres heruntergefallenes Gewicht, ein mechanischer Vibrator oder eine Sprengladung sein. Seismische Untersuchungen bestimmen die Qualität des Grundgesteins und können die Kontaktfläche geologischer Schichten oder einer kompakten Mineralablagerung im Boden lokalisieren.

Im Falle von Eisenerzen kann die detaillierte magnetische Untersuchung anomaler Gebiete die Verwendung eines Magnetometers in einem Hubschrauber oder Bodenuntersuchungen mit Hand- oder anderen tragbaren Magnetometern beinhalten. In Gebieten, in denen magnetische Anomalien entdeckt wurden, wurde eine neue elektromagnetische Prospektionstechnik namens AFMAG (Audio Frequency Magnetics) eingesetzt, um zu versuchen, zwischen vergrabenen Ablagerungen aus vulkanischem Glas oder geringgradigen eisenhaltigen Intrusiven und Ablagerungen mit hoher remanenter Magnetisierung zu unterscheiden, die potenzielles Erz darstellen Körper. Das Rubidium-Dampf-Magnetometer ermöglicht in ähnlicher Weise die Zurückweisung unwirtschaftlicher Ablagerungen, indem es zwischen magnetischen Ablagerungen mit hoher magnetischer Suszeptibilität und elektrischer Leitfähigkeit und vergrabenem Vulkanglas und minderwertigem, nicht leitendem Eisen, das Intrusionen mit geringer Suszeptibilität enthält, die jedoch in der Lage sind, unterscheidet attraktive magnetische Anomalien zu erzeugen.

Probenahme und Bohrung

In der Frühzeit der Eisenerzfunde wurde der größte Teil der Exploration potenzieller Erzkörper durch Testgruben und -schächte durchgeführt. Heutzutage folgt auf die Korrelation und Auswertung der detaillierten Daten von Magnetometern oder anderen Vermessungen normalerweise ein sorgfältig ausgearbeitetes Bohrprogramm, um Proben zu liefern, die durch geologische und mineralogische Studien die Art, Qualität und das Ausmaß des möglicherweise vorhandenen Erzes ermitteln Art und Menge der mit dem Erz verbundenen Deckschichten oder Gesteinsformationen.

Heutzutage wird der Verbesserung der Kernbohrverfahren zur Bereitstellung besserer Proben große Aufmerksamkeit geschenkt. Das ultimative Ziel ist eine möglichst vollständige und ungestörte Bohrprobe zu angemessenen Kosten. Diamantbohrer werden insbesondere in harten Formationen eingesetzt. Die Verwendung von Bohrschlämmen mit Diamantbohrern wurde dort eingeführt, wo Proben von höchster Qualität aus abwechselnd hart und weich gebändertem Material erwünscht sind. Rotierende Bohrlochbohrer und Reverse-Circulation-Bohrer verschiedener Typen können bei einigen Probenahmeanwendungen eine schnelle Penetrationsrate mit zufriedenstellender Probenentnahme liefern. Seilbohren wird in einigen Teilen der Welt bei etwa der Hälfte der Kernbohroperationen eingesetzt. Die statistische Auswertung der Ergebnisse von Explorationsbohrungen dient dazu, Anhaltspunkte für die Planung von Bohrprogrammen bereitzustellen, insbesondere im Hinblick auf die wirtschaftlichsten Bohrlochabstände und den wünschenswertesten Grad an Kerngewinnung, der eine angemessene Probenahme zu den niedrigsten Kosten ermöglichen würde.

Der nächste und teuerste Teil der Explorationssequenz ist das Bohren. Für einen Bohrer sind alle anderen Explorationsmethoden wie Reden um den heißen Brei. Das Bohren dringt tief in den Boden ein und bringt Proben von allem hervor, was es auf seinem Weg findet. Wenn es an bestimmten Stellen weit unter der Oberfläche eine Mineralisierung gibt, können Bohrungen eine einfache Antwort geben und ihre Anwesenheit an diesem bestimmten Punkt quantifizieren. Die Ausgaben für Bohrungen machen etwa die Hälfte der gesamten Explorationskosten aus. Es gibt zwei Hauptmethoden für Erkundungsbohrungen, nämlich Kernbohrungen und Schlagbohrungen.

Kernbohrungen liefern eine solide zylinderförmige Probe des Bodens in einer genauen Tiefe. Schlagbohren liefert eine zerkleinerte Probe, die Bohrklein aus einer ziemlich gut bestimmten Tiefe im Loch umfasst. Darüber hinaus kann das Bohrloch selbst eine ergänzende Menge an Informationen liefern, insbesondere durch Protokollierung mit Geräten zur Erkennung physikalischer Anomalien, ähnlich den oben erwähnten geophysikalischen Untersuchungen.

Kernbohrungen werden verwendet, um die Größe und die genauen Grenzen der Mineralisierung zu definieren. Dies ist wichtig für die Bestimmung der gehandhabten Erzgehalte und von entscheidender Bedeutung für die Berechnung der Erzreserven. Eine strategisch platzierte unterirdische Kernbohrung kann auch neue Erzkörper in der Nachbarschaft durchteufen. Der Kern ist eine intakte Probe der unterirdischen Geologie, die gründlich untersucht werden kann, um die genaue Beschaffenheit des Gesteins und jeglicher Mineralisierung zu bestimmen. Proben von besonderem Interesse werden zur Analyse an ein Labor geschickt, um den Eisengehalt im Erz aufzudecken.

Bohrkerne aus Erkundungsbohrungen werden in speziellen Kisten gelagert und über lange Zeit archiviert. Die Kästchen sind markiert, um zu identifizieren, aus welchem ​​Loch und in welcher Tiefe die Probe entnommen wurde. Die durch Kernbohrungen gesammelten Informationen sind wichtig.

Um schnell geologische Informationen zu geringeren Kosten zu erhalten, werden manchmal Reverse-Circulation-Verfahren verwendet. Anstelle von Kernproben erhält der Geologe über die gesamte Bohrlochlänge Zugang zu Bohrklein (Chips), die nach Laboranalysen auf Mineralgehalt überprüft und kartiert werden. Reverse-Circulation-Bohren wird für Oberflächenbohranwendungen immer beliebter. Die Bohrgeräte im Rückspülverfahren werden auf Lastwagen montiert und sind im Vergleich zu Kernbohrgeräten, die leicht zerlegt werden können, auf zugängliches Gelände und bessere Straßenbedingungen beschränkt. 

Von der Prospektion zum Mining

Für die Quantifizierung der Mineralisierung und die Definition von Form, Größe und Metallgehalt der Lagerstätte ist ein schrittweises Vorgehen bei den Explorationsaktivitäten erforderlich. Bei jedem Schritt des Verfahrens werden die vorliegenden Informationen geprüft, um zu entscheiden, ob eine Fortsetzung der Explorationsbemühungen erforderlich ist. Ziel ist es, ziemlich sicher zu sein, dass die Lagerstätte wirtschaftlich rentabel ist, indem detaillierte Kenntnisse der Geologie der Lagerstätte bereitgestellt werden. Erz ist ein wirtschaftliches Konzept, definiert als eine Konzentration von Mineralien, die wirtschaftlich ausgebeutet und in ein verkaufsfähiges Produkt umgewandelt werden kann.

Bevor eine Minerallagerstätte als Erzkörper bezeichnet werden kann, sind umfassende Kenntnisse über die Mineralisierung, die vorgeschlagene Bergbautechnologie und die Verarbeitungsmethoden erforderlich. Die Umweltauswirkungen des Bergbaus und der Mineralverarbeitung sind sorgfältig zu untersuchen und müssen genehmigt werden. Voraussetzung für die Investition in den Bergbaubetrieb ist das nötige Vertrauen in die nachhaltige Rentabilität über einen langen Zeitraum. In dieser Phase wird eine umfassende Machbarkeitsstudie durchgeführt, die den Kapitalbedarf, die Kapitalrendite, die Amortisationszeit und andere wesentliche Aspekte abdeckt. Basierend auf allen geologischen Unterlagen und der Studie bekommt die Bergbauorganisation eine gute Vorstellung davon, wie die Lagerstätte abgebaut werden kann.