Το βόριο και το λίθιο είναι μέταλλα τα οποία έχουν μεγάλη οικονομική σημασία λόγω των πολλών εφαρμογών τους στην βιομηχανία. Η εξόρυξη τους πραγματοποιείται από άλμες, θαλάσσιους και ηπειρωτικούς εβαπορίτες, ατμίδες, θερμές πηγές και ορισμένα ορυκτά. Η επικρατέστερη όμως πηγή εξόρυξης είναι από εβαπορίτες και άλμες. Τέτοια κοιτάσματα εντοπίζονται παγκοσμίως με τις μεγαλύτερες αποθέσεις να εντοπίζονται στην Βόρεια και Νότια Αμερική, στην Αυστραλία, στην Ευρώπη, στην Τουρκία και στην Κίνα.
Στην Νότια Αμερική τα μέταλλα αυτά εξορύσσονται από άλμες. Η δημιουργία των κοιτασμάτων αυτών συνδέεται με την αποσάθρωση πυριγενών πετρωμάτων, με τα προϊόντα της αποσάθρωσης να εμπλουτίζουν τον υπόγειο υδροφόρο ορίζοντα. Μετέπειτα ο υδροφόρος ορίζοντας εκβάλλει σε επίπεδες κοιλότητες χωρίς απορροή. Και τέλος λόγω του ξηρού κλίματος, λαμβάνει χώρα εξάτμιση αφήνοντας πίσω συμπαγοποιημένη άλμη.
Παρά τις προαναφερθείσες πηγές, το λίθιο ανακτάται και από ορυκτά όπως το σποδουμένιο, ο λεπιδόλιθος, ο αμβλυγωνίτης και ο πεταλίτης. Ενώ το βόριο ανακτάται από ορυκτά όπως ο ουλεξίτης, ο κολεμανίτης, ο βόρακας και άλλα βοριοπυριτικά ορυκτά. Πρόσφατα όμως ανακαλύφηκαν δύο ορυκτά στην Σερβία, ονόματι jadarite και jarandolite. Το πρώτο έχει χημικό τύπο LiNaSiB3O7(OH) και συνδυάζει τα χημικά στοιχεία του Li, B, Na και το δεύτερο αποτελείται από B και Ca με χημικό τύπο Ca[B3O4(OH)3]. Τα δύο αυτά ορυκτά εντοπίστηκαν στις λεκάνες Jadar και Jarandol αντιστοίχως στην Σερβία και δεν έχουν βρεθεί πουθενά αλλού στον κόσμο. Με την ανακάλυψη των ορυκτών αυτών η Ευρώπη ανέβηκε στην κατάταξη παραγωγής λιθίου και βορίου παγκοσμίως.
Οι Άνδεις εμφανίζουν πολύπλοκη γεωλογία και φέρουν αρκετά μεταλλοφόρα κοιτάσματα. Όμως φημίζονται για τα λεγόμενα ‘salars’ που αποτελούν μεγάλες επίπεδες κοιλότητες που φιλοξενούν άλμη. Για να δημιουργηθούν αυτές οι άλμες, χρειάζονται συγκεκριμένες συνθήκες όπως, ξηρό κλίμα, ηφαιστειακά πετρώματα, υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες και συνήθως είναι Τεταρτογενούς ή Μειοκαινικής ηλικίας. Οι χώρες της Νότιας Αμερικής που φιλοξενούν τέτοια κοιτάσματα είναι η Χιλή, η Αργεντινή και η Βολιβία.
Στόχος της έρευνας είναι οι χώρες της Νότιας Αμερικής όπου πραγματοποιείται εξόρυξη των άλμεων, η ανάλυση γεωλογίας, τεκτονικής και πετρολογίας των περιοχών, τα αποθέματα των κοιτασμάτων, η επεξεργασία τους αλλά και η χρήση των μετάλλων λιθίου και βορίου που ανακτώνται. Παράλληλα διεξάγεται και μία σύγκριση μεταξύ παρόμοιων κοιτασμάτων και εμφανίσεων που εντοπίζονται στην Τουρκία αλλά και στο νησί Σάμο στην Ελλάδα. Τέλος δίνεται έμφαση και στην οικονομική σημασία των μετάλλων αλλά και τον καθοριστικό ρόλο που θα διαδραματίσουν στην εξέλιξη της πράσινης ενέργειας.
(EL)
Both lithium and boron have a high demand the last decade because they have many industrial applications. Both metals can be mined by minerals, thermal springs, volcanic emanations, marine and continental evaporites and brines. The deposits that are mainly used for mining are brines and continental and marine evaporites and such formations are found worldwide, with the biggest ones located in North and South America, Turkey, China, Europe and Australia.
In South America the extraction of lithium and boron occurs from brines. These brine deposits are known as salars and their formation is attributed to weathering of volcanic rocks and enrichment of the underground water by thus weathering products. The water then flows into flat cavities with no drainage and due to dry climate conditions, the water evaporates and leaves the brine behind. Both lithium and boron are extracted by these brines and have many industrial applications that are going to be analyzed below.
It should be noted that one of the mentioned sources of lithium and boron, are minerals. Lithium is also extracted by lepidotite, amblygonite, spodumene and petalite, which are found in igneous rocks. On the other hand, boron is mined by minerals such as ulexite, colemanite, inyoite, terrugite, borax and other borosilicate ones. Lately minerals that combine all three elements of Li, B and Na and Ca and B respectively have been discovered in Serbia and they are known as jadarite and jarandolite. Jadarite has a chemical composition of LiNaSiB3O7(OH) and it’s exclusively found in the Jadar Basin while jarandolite’s chemical composition is Ca[B3O4(OH)3] and has been spotted only in Jarandolite Basin thus far. With the discovery of these minerals, Europe managed to climb further up the scale, worldwide in the production of both metals.
The Andes have a complex geology and host several ore deposits. Other than that, what they’re most famous for are their salars. Salars are large flat cavities that host brine. For the formation of thus brines, some conditions need to predominate. Arid climate, volcanic rocks and underground aquifers need to be in the area, while the deposits of this type usually have an age of Quaternary or Miocene. As mentioned above the formation of salars requires a specific environment to develop and they are found in the countries of Bolivia, Argentina and Chile.
The aim of this study is to describe the geology, tectonism and petrology of the Andes, the formation of the brines, their location, the mining methods used for extraction and their industrial applications. A comparison between the deposits hosted by Turkey and Samos Island in Greece, with the deposits of South America is conducted for better understanding of their formation, the deposition mechanism and the differences between the minerals they host opposed to size, shape and the environment they are hosted in. Ultimately, a great emphasis is given in the economic value of both lithium and boron and their important part in the transition to green energy.
(EN)
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
