بهره برداری و کشف معادن و ذوب سنگ معدن ها و استخراج فلزات از آن ها به دوران باستان برمی گردد در مورد مس بعضی از باستان شناسان معتقدند که اولین بار مس در ایران شناخته و مورد استفاده قرار گرفته است. نمونه هایی ازسنگ معدن یافت شده در تل ابلیس در کرمان در حدود ۶۰۰۰ سال قدمت دارند.
کهن ترین منطقه ای که آثار ذوب مس در آنجا به دست آمده در سیلک کاشان است. که قدیمی تر از تل ابلیس کرمان است. سرزمین ما ایران به لحاظ داشتن پوسته ای ناهمگن وتاثیر حوادث مختلف زمین شناسی در شکل گیری آن، از نظر مواد معدنی، سرشار است چرا که تقریبا از تمامی مواد معدنی دنیا برخوردار است.
معادن چگونه به وجود آمدن؟
در عمق زمین سنگ های مذابی وجود دارد که شکل خمیری دارند که با عنوان ماگما شناخته می شوند. ماگما دارای کانی و عناصر شیمیایی است که پوسته ی زمین را تشکیل می دهند و سنگ های معدنی متفاوتی از آن بوجود آمده است. ماگما شامل مقداری آب که به صورت بخار است و مواد کانی و گاز می باشد و انواع متفاوتی دارد. به طور کلی از ذوب بخشی از لایه هایی که درون پوسته ی زمین است به وجود می آید و در جای خود قرار نمی گیرد و به بالا حرکت می کند و هنگامی که به طرف بالا در حرکت است بر روی ان تغییراتی حاصل می شود مثلا بخشی از آن به دلیل سرد شدن منجمد می شود و جدا می شود .
در اولین مرحله ی سرد شدن مجموع کانی ها که نقطه ی ذوب بالایی دارند از ماگا خارج خواهند شد. در آخرین مرحله انجماد ماگما کانی هایی که به علت شکاف سنگ ها و یا فضا های خالی جدا می شوند و برجا می مانند باعث به وجود آمدن کانسار های فلزی بسیار مهمی مانند طلا و نقره و مس و قلع و جیوه و سرب و روی و همچنین کانسارهای غیرفلزی مثل فلوئورین و پنبه نسوز و باریت می شوند.
بعضی مواقع به علت فرسایش زمین و یا حرکت کانسارهایی که گفته شد به وجود می آیند و بر اثر برف و باران و یخبندان و تابش خورشید تبدیل به انواع پایدارتری خواهند شد و در مراحل بعد و در محلی دیگر کانسارهای ثانویه را بوجود می آورند سنگ معدن آلومینیوم و معدن های بوکیست به همین طریق به وجود آمدند. کانسارهایی نیز وجود دارند که بر اثر تبخیراب دریا پدیدار می شوند مانند گچ و نمک.
نوعی دیگر از کانسار ها وجود دارد که به ان کانسارهای دگرگونی نیز می گویند که بر اثر حرکت ماگما از عمق زمین به سمت بالا و برخورد ان با سنگ هایی که در مسیر است باعث تغییرات و دگرونی سنگ ها شده زیرا فشار و حرارت بالایی دارند و باعث تغییر کانی می شوند. یون های موجود در کانی به تجدید ارایش می پردازند به طوری که فضای کمتری را در برگیرند و سنگ به وجود امده متراکمتر میشود که به آن نیز دگرگونی مجاورتی گفته می شود .
یک نوع دیگر دگرگونی به این صورت است که بدون وجود ماگما شکل می گیرد. رسوبات قطوری که دارای ضخامت بسیار زیادی هستند (در برخی مواقع چندهزار متر ) در یک ناحیه جمع می شوند و به علت سنگین وزن نشست می کنند و قسمت ته آن بیشتر در پوسته زمین وارد می شود و فشار و حرارت در آن قسمت زیادتر می شود و سنگ های آن جارا دگرگون می سازد که به این نوع از دگرگونی ناحیه ای می گویند.
کانسار های دگرگونی انواع متفاوتی دارد. نوعی از آن بدان تغییر دادن ترکیب شیمیایی سنگ اولیه باعث تغییر در عیار سنگ معدن و شکل کانسار می شوند. اما نوع دیگری هستند که مواد معدنی به طور مستقیم از سنگ ها جدا می شوند. مثلا در اثر دگرگونی سنگ هایی که دارای آلومینیوم و سیلیکات و بوکیست هستند امکان دارد که کانسار یاقوت که سنگ با ارزشی است پدیدار شود. از دگرگون شدن سنگ آهک و زغال سنگ کانسار های مرمر و گرافیت به وجود می اید که مصارف متفاوتی دارد.
کانسارهای زیادی وجود دارد که در پوسته ی زمین موجود هستند و به شکل مستقیم قابلیت مشاهده را ندارند و یا در محل هایی قرار دارند که از چشم زمین شناسان دور است پس باید یافتن مواد معدنی عملیات اکتشاف ( فعالیت هایی که برای شناسایی و اطلاع از ساختمان داخلی و ابعاد و تعیین شکل و ذخیره کانسار است )و پی جویی (اقدام برای پیدا کردن و تعیین موقعیت کانسار )انجام شود.
برای پیدا کردن کانسار های جدید از نشانه هایی برای یافتن محل های ذخیره مواد مدنی استفاده می شود. به طور مثال اگر کانسار زغال سنگ و یا نفت منشا رسوبی داشته باشد باید در طبقات رسوبی به جست و جو پرداخت و اگر کانسار کرومیت باشد باید باید جست و جو در سنگ های آذرین دریا باشد. بعداز تعیین منطقه جست و جو در باره ی نشانه هایی است که وجود کانسار رابیان می کند.
اگر ماده به شکل مستقیم در سطح زمین مشاهده شود به ان قسمت بیرون زدگی است رخنمون ماده معدنی گفته می شود. آخرین مرحله کشف معدن (محاسبه ذخیره ) است. در پایان اکتشاف مقدماتی و محاسبه ذخیره کانسار باید توجه داشت که استخراج این ماده معدنی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است یا خیر و سود آن در طی سال به چه میزان است.
استخراج از معدن
- معدن های روباز
- معدن های زیر زمینی
استخراج به روش رو باز
هر وقت مواد معدنی نزدیک به طح زمی قرارگرفته باشند و ضخامت سنگ و خاک هایی که آن را پوشانده اند زیاد نباشد می توان این مواد باطله را از روی آن برداشت که به این شیوه استخراج به روش روباز می گویند. خیلی از معادن به شکل روباز استخراج می شوند. استخراج روباز مزیت های بیشتری نسبت به استخراج زیرزمینی دارد.
مزیت های استخراج معدن های روباز:
- عدم وجود محدودیت فضا و استفاده از ماشین الات سنگین و بزرگ همراه با راندمان حفاری و همچنین حمل و نقل بالا
- عدم وجود هزینه هایی نظیر هوارسانی و تامین روشنایی و نگهداری سقف و دیواره تونل و کارگاه
- ایمنی بالا
استخراج معدن های زیرزمینی
وقتی که مواد معدنی در عمق زمین باشد باید از روش زیرزمینی استفاده شود که باید از چاه و تونل استفاده شود.
