Giacimento Minerario

Un giacimento minerario (ore deposit o mineral deposit) è una concentrazione naturale di minerali, rocce o fluidi di interesse economico nella crosta terrestre la cui forma, dimensione, tenore e caratteristiche tecnologiche ne rendono possibile e conveniente l’estrazione e la valorizzazione. La distinzione tra un giacimento e una semplice anomalia geochimica è di natura economica: si parla di giacimento solo quando l’estrazione è redditizia alle condizioni di mercato correnti.

Classificazione genetica

I giacimenti si classificano in base al processo geologico che li ha originati:

Giacimenti magmatici

Formati per cristallizzazione frazionata o separazione liquida dal magma. Esempi:

• Cromite in complessi ofiolotici (es. Bushveld Complex, Sud Africa).
• Platino e palladio in intrusioni ultramafiche stratificate.
• Diamanti in kimberliti e lamproiti.

Giacimenti idrotermali

Originati dalla precipitazione di minerali da fluidi idrotermali caldi che circolano lungo fratture e zone di permeabilità. Sono la categoria più vasta e importante economicamente. Includono:

• Filoni di quarzo aurifero (orogenic gold deposits).
• Giacimenti di tipo porfiritico (porphyry Cu-Mo-Au): mineralizzazioni disseminate attorno a intrusioni.
• VMS (Volcanogenic Massive Sulphides): solfuri massivi submarini di Cu, Zn, Pb.
• MVT (Mississippi Valley Type): giacimenti di Pb-Zn in carbonati.

Giacimenti sedimentari

Formati da processi di deposizione sedimentaria:

• Placers (alluvionali o marini): concentrazioni di minerali densi (oro, diamanti, titanio, stagno) per azione delle correnti idriche o marine.
• Ferro bandato (BIF — Banded Iron Formation): enormi giacimenti di magnetite ed ematite di origine sedimentaria precambriana (Pilbara, Australia; Quadrilátero Ferrífero, Brasile).
• Bauxite: laterite residuale da alterazione di rocce alluminose in clima tropicale.
• Carbone: sedimento organogeno.

Giacimenti metamorfici

Formati da metamorfismo di rocce preesistenti. Le mineralizzazioni originali vengono concentrate o modificate dalla deformazione e dal calore.

Parametri quantitativi

La caratterizzazione di un giacimento avviene attraverso:

• Tenore (grade): concentrazione del minerale utile nel materiale totale, espresso in % (metalli di base), g/t (metalli preziosi), ppm o ppb (terre rare).
• Tenore di taglio (cut-off grade): tenore minimo al di sotto del quale il minerale non è economicamente estraibile. Dipende dal prezzo di mercato, dai costi di estrazione e dal recupero metallurgico.
• Tonnellaggio: quantità totale di minerale nel giacimento, in tonnellate (Mt o Gt per i grandi giacimenti).
• Risorse e Riserve: secondo le classificazioni internazionali (JORC, NI 43-101, CRIRSCO), le risorse minerali sono concentrazioni di interesse potenziale; le riserve minerali sono la parte delle risorse per cui è stata dimostrata la fattibilità economica dell’estrazione.

Stima delle risorse: la geostatistica

La stima del tenore e del tonnellaggio del giacimento avviene attraverso metodi geostatistici, tra cui il kriging (da D.G. Krige). Il kriging è un interpolatore lineare pesato che minimizza la varianza dell’errore di stima, sfruttando la struttura spaziale della variabilità del tenore (descritta dal variogramma sperimentale $\gamma(h)$):

$$\gamma(h) = \frac{1}{2N(h)} \sum_{i=1}^{N(h)} [z(x_i + h) - z(x_i)]^2$$

dove $h$ è il vettore di separazione, $z(x_i)$ è il tenore nel punto $x_i$ e $N(h)$ è il numero di coppie di punti separati da $h$.