6. Stop

Minen — Geologi

? Hvordan dannes malm?
? Hvad er en reserve?
? Hvornår kan det betale sig?

Hvor det hele begynder

Vi er nu nået til begyndelsen af produktionskæden: minen, hvor metallerne til din telefon udvindes fra jorden.

I denne lektion fokuserer vi på geologien: Hvordan dannes malm? Hvornår er det værd at grave? Og hvad er forskellen på en ressource og en reserve?

Bingham Canyon kobbermine nær Salt Lake City, Utah
Bingham Canyon-minen nær Salt Lake City, Utah — en af verdens største åbne kobberminer. Minen er over 1 km dyb og 4 km bred og har produceret kobber siden 1906.

1Hvornår er en sten en malm?

Alle metaller i din telefon er udvundet fra jordens skorpe. Men hvornår er en sten bare en sten — og hvornår er den en malm?

Definition af malm

En malm er en bjergart, hvorfra det kan betale sig at udvinde metal. Det afhænger af:

1.

Lødighed

Hvor høj koncentration af metallet?

2.

Pris

Hvad kan metallet sælges for?

3.

Teknologi

Kan vi udvinde det effektivt?

2Lødighed — Hvor koncentreret er metallet?

Lødighed (engelsk: "grade") angiver, hvor meget metal malmen indeholder.

Eksempler på lødighed

Metal Typisk lødighed Kommentar
Jern 30-65% Høj — relativt let at udvinde
Kobber 0,5-2% Lav — kræver store mængder malm
Guld 1-5 g/ton Meget lav — kun værd pga. høj pris
Kobolt 0,1-0,5% Ofte udvundet som biprodukt

iPhone som "guldmalm"

Her kommer en overraskende sammenligning:

  • Gennemsnitlig guldmalm: 1-5 gram guld pr. ton (0,0001-0,0005%)
  • Din iPhone: ~0,034 gram guld pr. 113 gram telefon
  • iPhone-"lødighed": 0,034g / 113g = 0,03%
Forsøg

Beregn lødigheden af en jernmalm

I dette forsøg bestemmer du densiteten af en jernmalm vha. Archimedes' lov og beregner lødigheden ud fra en to-komponent blandingsmodel.

Åbn vejledning (PDF) →

3Hvor dannes malm?

Malm dannes over millioner af år ved geologiske processer. Her er de vigtigste:

1. Hydrotermale årer

Hydrotermale årer opstår når varmt, mineralrigt vand strømmer gennem sprækker i undergrunden:

  • Vand opvarmes af magma i dybet
  • Opløser metaller fra omgivende sten
  • Når vandet afkøles, udfældes metallerne i sprækker
  • Giver ofte høj lødighed men små forekomster

Metaller: Guld, sølv, kobber, bly, zink

2. Magmatisk differentiation

Når magma langsomt afkøler, udfældes tunge mineraler først:

  • Tunge metaller synker til bunden af magmakammeret
  • Koncentreres i lag over millioner af år
  • Giver store forekomster af specifikke metaller

Metaller: Platin, krom, nikkel (Bushveld-komplekset i Sydafrika)

Nikkelmine ved Sudbury, Canada
Northmine ved Sudbury, Canada — verdens største nikkelforekomst, dannet af et meteoritnedslag for 1,8 mia. år siden. Foto: Aktuel Naturvidenskab

3. Sedimentære processer

Metaller kan koncentreres ved forvitring og aflejring:

  • Bauxit (aluminiummalm) dannes ved forvitring i tropiske områder
  • Placer-aflejringer: Guld koncentreres i floder (guldfeber!)

Pladetektonik og malm

Mange malmforekomster findes ved pladegrænser:

  • Subduktionszoner: Chile, Peru (kobber) — Stillehavspladen dykker under Sydamerika
  • Midtoceaniske rygge: Potentiel fremtidig undersøisk minedrift
  • Gamle kratoner: Sydafrika (guld, platin) — stabile områder med gammel, metalrig geologi
Oversigt over malmdannende processer ved pladegrænser
Oversigt over malmdannende processer i relation til pladetektonik. Kilde: MiMa
Uddybende tekst

Vil du vide mere om malmdannelse?

Den korte oversigt ovenfor ridser kun overfladen. Læs den uddybende tekst om geologiske mineralforekomster — fra magmakamre og black smokers til havbundsminedrift og den grønne omstilling.

Læs uddybende tekst →

4Ressource vs. Reserve

To centrale begreber i forståelsen af råstoffer:

Ressource

Den mængde af et råstof, geologer estimerer findes — både kendt og ukendt, rentabelt og ikke-rentabelt at udvinde.

"Alt der potentielt er der"

Reserve

Den del af ressourcen, der er både kendt OG økonomisk rentabel at udvinde med nuværende teknologi og priser.

"Det vi ved vi kan grave op nu"

Reserven er dynamisk!

Reserven er ikke en fast størrelse. Den ændrer sig når:

  • Prisen stiger: Malm med lavere lødighed bliver rentabel → reserven vokser
  • Prisen falder: Nogle forekomster bliver urentable → reserven skrumper
  • Ny teknologi: Tidligere uudnyttelige forekomster åbnes → reserven vokser
  • Ny opdagelse: Ny forekomst findes og kortlægges → reserven vokser
Video: Ressource-reservemodellen
Video: Ressource-reservemodellen
Opgave 6.1

Ressource-reserve modellen

Forestil dig fire scenarier og beskriv, hvad der sker med reserven:

Scenarie 1: Prisen på kobber stiger 50%

  • Hvad sker med reserven? Hvorfor?
  • Hvilke miner påvirkes?

Scenarie 2: Ny udvindingsteknologi udvikles

  • Hvordan påvirker det forholdet mellem ressource og reserve?
  • Giv et eksempel på en teknologi der har gjort dette

Scenarie 3: Stor ny kobberfore komst opdages i Grønland

  • Hvad sker med den globale reserve?
  • Hvad kan det betyde for kobberprisen?

Scenarie 4: Krav om lavere CO₂-udledning i minedrift

  • Hvordan påvirker det udvindingsomkostningerne?
  • Hvad sker med reserven, hvis nogle miner bliver urentable?
Opgave 6.2

Bestem lødighed eksperimentelt

Følg vejledningen ovenfor og bestem lødigheden af den udleverede jernmalm.

Åbn vejledning (PDF) →

Diskussion:

  1. Hvad er jeres estimerede lødighed?
  2. Hvilke fejlkilder er der i metoden?
  3. Er jeres malmprøve værd at udvinde? (Typisk jernmalm: 30-65%)

Opsummering

I denne lektion har vi lært, at:

  • Malm er sten, hvorfra det kan betale sig at udvinde metal — det afhænger af lødighed, pris og teknologi
  • Lødighed angiver metalindholdet og varierer enormt mellem metaltyper
  • En iPhone har faktisk højere "guld-lødighed" end typisk guldmalm!
  • Malm dannes ved geologiske processer som hydrotermale årer og magmatisk differentiation
  • Ressourcen er alt der findes; reserven er det vi kan udvinde rentabelt nu
  • Reserven er dynamisk og ændrer sig med priser og teknologi

Næste stop: Efter at have set problemerne spørger vi: Hvad kan vi gøre? Cirkulær økonomi, Fairphone og andre løsninger.

Kilder