CONTENUTI
CONTENUTI
DIGITALI
INTEGRATIVI
DIGITALI INTEGRATIVI
Le risorse minerarie
Uno dei maggiori campi di applicazione della geologia
è la ricerca mineraria, per mezzo della quale si individuano le zone in cui sono presenti minerali, si stima la
loro quantità e si valutano le conseguenze ambientali
dell’attività estrattiva. I minerali possono essere utilizzati in quanto tali (il talco, lo zolfo, i sali minerali ecc.),
oppure possono costituire il materiale da cui si estrae
un metallo puro (ferro, alluminio, rame, zinco, cromo,
magnesio e molti altri). È molto raro trovare in natura
metalli come il ferro e l’alluminio utilizzabili direttamente nella produzione industriale: nella maggior parte dei
casi essi sono «nascosti» perché combinati con altri
elementi come l’ossigeno e il silicio.
L’attività estrattiva è interessata a quelle rocce da cui
è possibile estrarre convenientemente un minerale o
un metallo utile; per questo motivo, sebbene alcuni di
questi siano abbondantemente presenti nelle rocce più
diffuse della crosta terrestre, la loro estrazione è limitata a un particolare tipo di roccia, che spesso è rara.
L’alluminio, ad esempio, è un metallo molto abbondante
nella crosta terrestre (ne costituisce circa l’8%), ma è
«imprigionato» in minerali, gli alluminosilicati, da cui
non si riesce a separare: deve perciò essere estratto dal
minerale bauxite, per il quale esiste un’adeguata metodologia di estrazione.
Inoltre non basta sapere che una roccia contiene un
determinato minerale o un determinato metallo: occorre che la quantità di materiale utile presente sia tale
da rendere economicamente conveniente l’attività di
estrazione da quella roccia.
I giacimenti minerari sono formazioni rocciose in cui
un accumulo di materiale utile (minerale o metallo) è
presente in quantità elevate rispetto a quelle normalmente presenti in rocce dello stesso tipo. I luoghi in-
1 Miniera a cielo aperto. La miniera di rame a cielo aperto
di Bingham Canyon, Utah (USA).
2 Miniera sotterranea. Una miniera sotterranea in galleria
a Recklinghausen, Germania.
teressati dall’attività estrattiva di un minerale sono
chiamati miniere.
Le miniere che si trovano in superficie vengono chiamate «a cielo aperto», hanno dei costi di sfruttamento più
bassi, ma modificano purtroppo in modo determinante
il territorio ( 1); se il minerale utile si trova a una certa profondità, si costruiscono gallerie che seguono nel
sottosuolo il percorso della vena mineralizzata ( 2).
L’operazione di estrazione dei minerali a cielo aperto
o in profondità viene chiamata coltivazione del giacimento.
La percentuale di minerale utile è sempre molto bassa
rispetto alla parte di rocce che risulta inutilizzabile: il
materiale di scarto estratto dal giacimento viene chiamato ganga.
È quindi indispensabile conoscere il tenore del minerale
utile presente nel giacimento, cioè la sua concentrazione percentuale nella roccia che si estrae, e definire il
tenore minimo coltivabile, ossia la percentuale minima
che un giacimento deve contenere perché lo sfruttamento minerario sia economicamente vantaggioso.
I processi di formazione
dei giacimenti
In base al processo di formazione (così come avevamo visto anche per le rocce) si possono distinguere
giacimenti di tre tipi diversi: magmatici, sedimentari
e metamorfici.
Giacimenti di origine magmatica
Si formano in seguito alla solidificazione di magmi,
attraverso due principali tipi di meccanismi: la cristal-
lizzazione frazionata e la formazione di filoni (pegmatitici e idrotermali).
Il 90% di un magma solidifica tra i 1200 e i 650 °C, nella
fase ortomagmatica, mentre la parte fusa residua solidifica in una successiva fase pneumatolitico-pegmatitica (sino a 372 °C). Una ulteriore fase idrotermale (al
di sotto di 372 °C) è dovuta all’azione attiva dell’acqua
nella distribuzione e nell’accumulo di minerali.
• Fase ortomagmatica: quando un magma si raffredda la cristallizzazione è frazionata: i componenti
della massa fusa non cristallizzano tutti insieme; i
minerali con più alto punto di fusione sono i primi
a solidificare e a concentrarsi in particolari zone
all’interno della massa magmatica. In certi tipi di
magmi basici si possono accumulare in questo modo
concentrazioni utili di cromo, platino, ferro, nichel e
altri metalli.
• Fase pneumatolitico-pegmatitica: la parte di
materiale fuso rimasto dopo questa cospicua solidificazione spesso si infiltra lungo fratture nel sottosuolo dove solidifica formando vene o filoni in cui
si concentrano metalli come oro, argento, stagno,
arsenico e uranio, oltre a pietre preziose come il
topazio, lo smeraldo e l’acquamarina.
• Fase idrotermale: l’acqua si trova allo stato liquido
anche se le temperature sono alte, a causa delle
elevate pressioni: le soluzioni penetrano nelle fessurazioni delle rocce circostanti trasportando e
depositando minerali utili in vene e filoni, in particolare oro e solfuri contenenti argento, zinco, stagno,
rame, piombo e mercurio.
Giacimenti di origine sedimentaria
Come le rocce sedimentarie, possono essere distinti in
tre tipi: detritici, chimici e organogeni.
• I giacimenti detritici si formano in seguito a
3 Oro. Pagliuzze di oro sedimentario si trovano in Italia
lungo il corso del Ticino.
processi di erosione, trasporto e deposito di materiali a opera delle acque continentali, delle correnti
marine, del vento. L’agente di trasporto seleziona
i sedimenti in base al loro peso e poi li deposita,
concentrandoli, quando la sua energia diminuisce.
Ambienti sedimentari favorevoli sono: il lato interno
dei meandri fluviali (dove la corrente è più lenta), i
delta dei fiumi, i conoidi di deiezione e le alluvioni.
Si sono originati in questo modo importanti giacimenti di sabbie aurifere in Sudafrica e negli Stati
Uniti (a cui si deve la celebre «corsa all’oro» verso
la California), di uranio in Sudafrica, di platino e di
pietre preziose (Canada, Siberia, Sudafrica): si tratta
sempre di materiali pesanti, che si depositano e
selezionano con facilità. In Italia anche nelle sabbie
del Ticino si possono trovare piccole pagliuzze d’oro
( 3) che sono originarie di filoni auriferi alle falde
del Monte Rosa.
• I giacimenti chimici si formano per precipitazione
di materiali in soluzione, di solito in seguito a variazione di temperatura o all’evaporazione dell’acqua
in bacini marini o lacustri. Si tratta solitamente di
formazioni stratificate, poiché i minerali precipitano
in tempi successivi in base alla loro diversa solubilità. Si originano così i giacimenti di salgemma (il
sale che utilizziamo in cucina), carbonato di calcio,
gesso, potassio, uranio e rame. Processi di alterazione chimica superficiale formano depositi di bauxite,
minerale dal quale si ricava l’alluminio.
• I giacimenti organogeni derivano da processi
biologici: sono di questo tipo le rocce fosfatiche
(spesso derivate dal guano), il carbone e il petrolio.
Giacimenti di origine metamorfica
Grazie al metamorfismo di contatto, si possono formare, nelle rocce prossime a magmi in raffreddamento,
giacimenti di pietre preziose, di grafite o di talco.
Distribuzione, ricerca e sfruttamento
dei giacimenti minerari
La distribuzione delle risorse minerarie non è omogenea. Nella 4 sono indicati i più grandi giacimenti
e i maggiori produttori mondiali dei principali minerali:
molti Paesi poveri sono produttori di materie prime, ma
ne consumano una percentuale insignificante. I Paesi
consumatori e quindi principali importatori di materie
prime sono i Paesi ricchi e industrializzati. I metodi di
ricerca dei giacimenti si sono modificati parecchio dai
tempi in cui il ricercatore esperto trovava filoni o depositi ricchi di minerale esaminando i ciottoli trasportati
argento
alluminio
oro
cromo
rame
ferro
mercurio
potassio
manganese
nichel
piombo
fosfati
platino
zolfo
stagno
titanio
vanadio
tungsteno
zinco
uranio
la dimensione
dei cerchi è
proporzionale
all’importanza
del giacimento
diamanti
4 Distribuzione delle risorse minerarie nel mondo.
dai fiumi. Attualmente si usano svariate tecniche che
si basano su:
• studio chimico del terreno o delle rocce superficiali
per individuare concentrazioni anomale di elementi
chimici che potrebbero derivare da giacimenti;
• analisi delle anomalie gravitazionali (valori anomali
della forza di gravità) che indicano la presenza nel
sottosuolo di una determinata regione di materiali
con densità più elevata (probabilmente metalli);
• analisi delle anomalie magnetiche (valori anomali
del campo magnetico) per i giacimenti di ferro,
nichel e cobalto;
• indagini sismiche, che si basano sullo studio di onde
sismiche artificiali, che permettono di individuare
eventuali giacimenti petroliferi.
In tempi recenti si è iniziato a trarre informazioni anche dal telerilevamento satellitare, con
immagini, riprese soprattutto nel campo dei raggi infrarossi, che visualizzano l’andamento della
stratificazione superficiale della crosta terrestre.
Nelle aree più promettenti si fanno poi scavi o
perforazioni di esplorazione (dai costi contenuti) e si valuta infine la convenienza economica di
un’eventuale estrazione. Il telerilevamento è molto
utile anche per l’individuazione delle faglie profonde, che possono aver generato giacimenti petroliferi, e per il rinvenimento dei noduli polimetallici
( 5) ricchi di manganese ferro, cobalto e rame sul
fondo degli oceani.
I problemi ambientali
Le risorse minerarie sono di tipo non rinnovabile e
l’unica possibilità che abbiamo, per rallentare il ritmo
che porterebbe al loro esaurimento, è il riciclaggio,
che attenuerebbe anche i problemi ambientali delle
regioni in cui sono presenti miniere o cave.
L’impatto ambientale sul territorio è in molti casi
devastante e osservabile direttamente per le miniere
o cave a cielo aperto, poiché il paesaggio viene esteticamente deturpato.
Per quanto riguarda l’attività estrattiva a cielo aperto di minerali e rocce, di norma si scava in superficie
asportando lo strato di suolo (e la vegetazione), tal-
5 Noduli polimetallici. Si trovano sul fondo degli oceani e
sono ricchi di manganese, ferro, cobalto e rame.
volta demolendo parti di montagne con conseguente
modificazione profonda del paesaggio naturale e aumento del rischio di frane e smottamenti.
Normalmente la concessione dei permessi di apertura di nuove cave o miniere è subordinata al recupero
ambientale: una volta finita l’attività estrattiva, oltre
a ricostituire il suolo si deve pensare a ripristinare la
vegetazione per la stabilità dei versanti.
Un altro tipo di attività estrattiva a cielo aperto riguarda l’estrazione di ghiaia e sabbia dal letto dei fiumi: un
intenso sfruttamento favorisce l’erosione delle spiagge, poiché il materiale che viene estratto non arriverà
mai al mare per ricostituire la parte di costa erosa dal
moto ondoso ( 6).
Altri problemi derivano dal fatto che i minerali e le rocce, di solito, vengono trattati direttamente sul luogo di
estrazione con acidi, che possono inquinare le acque
superficiali e sotterranee; inoltre la ganga e gli scarti di lavorazione accumulati e abbandonati all’aperto
possono contenere sostanze nocive con conseguente
possibilità di ulteriori infiltrazioni nel terreno di metalli pesanti come mercurio, cromo e piombo. L’attività
estrattiva in galleria genera invece problemi relativi
alla circolazione delle acque sotterranee; per questo
motivo prima di scavare bisogna condurre una dettagliata indagine geologica e idrogeologica, e prevedere
i possibili danni a sorgenti che potrebbero scomparire
(perché le acque vengono deviate verso altri luoghi dai
lavori sotterranei) o si potrebbero inquinare ( 7).
7 Scorie tossiche. I rifiuti dell’attività estrattiva possono
provocare l’inquinamento della falda acquifera.
6 Cave. Una cava
di ghiaia e sabbia
sul fiume Adda.
