-->

Τρίτη, 12 Φεβρουαρίου 2019

Κερουσίτης (PbCO3), το κυρίαρχο ορυκτό αργυρούχου μολύβδου στο Aρχαίο Λαύριο

Φωτ.1 Δείγμα κρυσταλλικού Κερουσίτη (PbCO3 ), του λεγόμενου και “Λευκού Μολύβδου”
[Από Δ. Μπίτζιο Dr. Γεωλόγο - Κοιτασματολόγο] [by Dr. D. Bitzios]

Ο κερουσίτης είναι το ανθρακικό ορυκτό του μολύβδου PbCO3, που πήρε το όνομά του από την λατινική λέξη cerussa, που σημαίνει “λευκός μόλυβδος” (Βικιπαίδεια). Είναι άχρωμος, ή λευκός (Εικόνα 1) ή συχνά κιτρινωπός (Εικόνα 2) ή ακόμη και σκουρόχρωμος αν περιέχει εγκλείσματα ή διάφορα ιχνοστοιχεία. Στις περισσότερες περιπτώσεις εντοπίζεται στο Λαύριο σε συμπαγή μορφή (Εικόνα 3). Αποτέλεσε το σημαντικότερο οικονομικό στόχο του αρχαίων μεταλλευτών του Λαυρίου με αποτέλεσμα η οικονομική συνεισφορά, που προήλθε από την αξιοποίηση του ορυκτού αυτού να συμβάλει καθοριστικά στην δημιουργία του Αθηναϊκού στόλου που καταναυμάχησε τον Περσικό στόλο στη Σαλαμίνα, καθώς και στην οικονομική ευρωστία, στην αίγλη και στην στρατιωτική ισχύ της Αθηναϊκής Δημοκρατίας.

Φωτ.2. Κρύσταλλοι Κερουσίτη (PbCO3 )
 κιτρινωπής  απόχρωσης.
Φωτ.3.Δείγμα συμπαγούς Κερουσίτη
λευκού χρώματος. Αποτελούσε το κύριο
 ορυκτό -μετάλλευμα  της εκμετάλλευσης
των αρχαίων μεταλλευτών του Λαυρίου
για την εξαγωγή κυρίως αργύρου καθώς
και μολύβδου.
Φωτ.4. Κερουσίτης (PbCO3 )  λευκού
χρώματος που είναι το προϊόν
εξαλλοίωσης – οξείδωσης
του πρωτογενούς μεταλλεύματος
γαληνίτη (PbS).Στην φωτογραφία
 διακρίνεται ο υπολειμματικός
 γαληνίτης (PbS), γκρίζου χρώματος
Φωτ.5. Δείγμα κρυσταλλικού γαληνίτη 
(PbS) .
Ο κερουσίτης είναι ένα δευτερογενές ορυκτό, που προέρχεται (Εικόνα 4) συνήθως από την οξείδωση πρωτογενών ορυκτών του μολύβδου και κύρια του γαληνίτη PbS (Εικόνα 5). Η πρωτογενής μεταλλοφορία μικτών θειούχων μεταλλευμάτων από αργυρούχο-γαληνίτη (PbS ), σφαλερίτη (ZnS ), σιδηροπυρίτη (FeS2) και θειοάλατα μετάλλων, οφείλεται στη δράση μεταλλοφόρων υδροθερμικών διαλυμάτων που συνδέονται με την διείσδυση του Άνω-Μειοκαινικού Γρανοδιοριτικού μάγματος της Λαυρεωτικής. Στη συνέχεια, πριν από 5 εκατομμύρια περίπου χρόνια (Πλειόκαινος εποχή), άρχισαν τα διαβρωτικά φαινόμενα, καθώς και οι διεργασίες έκπλυσης από κατερχόμενα μετεωρικά νερά με αποτέλεσμα τον σχηματισμό δευτερογενών ορυκτών οικονομικής σημασίας όπως π.χ. ο κερουσίτης (PbCO3) και ο σμιθσονίτης (ZnCO3), καθώς και μίας πλειάδας ορυκτών σημαντικού συλλεκτικού ενδιαφέροντος. Οι καθηγητές N.Skarpelis και A. Argyraki (2009), εκτιμούν ότι η ζώνη οξείδωσης φθάνει σε πάχος μέχρι 270μ. περίπου. Γίνεται λοιπόν κατανοητή πόσο σημαντική ήταν η έκταση και η ένταση του φαινομένου αυτού της οξείδωσης των πρωτογενών θειούχων ορυκτών στη Λαυρεωτική.

Όπως είναι γνωστό οι αρχαίοι μεταλλευτές ενδιαφέρονταν πρωτίστως για τον άργυρο, ο οποίος είναι συνδεδεμένος με τα ορυκτά του μολύβδου δηλαδή τον γαληνίτη και τον κερουσίτη. Όμως, σύμφωνα με τον καθηγητή Κ. Κονοφάγο (1980), η αναλογία κερουσίτη/γαληνίτη της αρχαίας εκμετάλλευσης εκτιμάται σε 9/1, δηλαδή υπερίσχυε σημαντικά ο κερουσίτης. Οι γεωλογικές συνθήκες και συγκεκριμένα η επικράτηση, λόγω οξειδωτικών διεργασιών, του κερουσίτη έναντι του γαληνίτη ευνοούσε τη μέθοδο της κατεργασίας των μεταλλευμάτων, που εφάρμοζαν οι αρχαίοι μεταλλευτές, όπως θα εξηγήσουμε ευθύς αμέσως.

Οι αρχαίοι μεταλλευτές, μετά την εξόρυξη, την θραύση και την λειοτρίβηση οδηγούσαν το μετάλλευμα στις εγκαταστάσεις των “πλυντηρίων” εμπλουτισμού για τον διαχωρισμό, με τη βοήθεια της ροής του νερού, των ορυκτών με τη μεγαλύτερη πυκνότητα μάζας όπως ο γαληνίτης και ο κερουσίτης (Εικόνα 6) από τα “ελαφρύτερα” και στείρα υλικά. Χαρακτηριστικό είναι ότι οι αρχαίοι μεταλλευτές ονόμαζαν το εμπλούτισμα – συμπύκνωμα “κέγχρος”. Το όνομα αυτό κατά την καθηγήτρια Κ. Τσάιμου (2007) οφείλονταν στο ότι το συμπύκνωμα περιείχε κύρια κερουσίτη που λόγω του κιτρινωπού χρώματός του, έμοιαζε με κεχρί. Εξάλλου η επικράτηση του ορυκτού κερουσίτη, ήταν ο καταλυτικός παράγοντας της επιλογής από τους αρχαίους μεταλλευτές της καταλληλότερης και οικονομικότερης μεθόδου κατεργασίας του μεταλλεύματος για εξαγωγή του αργυρούχου μεταλλικού κράματος.
Φωτ.6. Αναπαράσταση από Κ. Κονοφάγο (1980) της εγκατάστασης  των αρχαίων “πλυντηρίων”  εμπλουτισμού του λειοτριβημένου μεταλλεύματος για τον διαχωρισμό - με τη βοήθεια της ροής νερού- των μεταλλικών κόκκων με μεγάλη πυκνότητα μάζας όπως ο γαληνίτης(PbS) και ο κερουσίτης(PbCO3 ), που αποτελούσαν το εμπλούτισμα-συμπύκνωμα, από τα “ελαφρά”  και στείρα υλικά που αποτελούσαν το απόρριμμα.  Το συμπύκνωμα ονομάζονταν από τους αρχαίους μεταλλευτές “κέγχρος”, διότι περιείχε κυρίως Κερουσίτη,  που είχε κιτρινωπή απόχρωση με αποτέλεσμα να ομοιάζει το συμπύκνωμα με κεχρί.
Φωτ.7. Αναπαράσταση από Κ. Κονοφάγο (1980) του τρόπου κατεργασίας της εκκαμίνευσης  του μεταλλεύματος – συμπυκνώματος, που προέρχονταν από την προηγούμενη διαδικασία του εμπλουτισμού, για την εξαγωγή αρχικά,  μετά από αναγωγική τήξη, μεταλλικού κράματος Pb-Ag και στη συνέχεια, μετά από  κυπέλλωση, του Ag. Η  σύσταση και η περιεκτικότητα του συμπυκνώματος σε Κερουσίτη (PbCO3 ), καθόρισαν την επιλογή από τους αρχαίους μεταλλευτές της βέλτιστης και οικονομικότερης  μεθόδου κατεργασίας.



Το συμπύκνωμα του μεταλλεύματος, που προέρχονταν από τα “πλυντήρια” και το οποίο αποτελείτο κύρια από κερουσίτη (PbCO3), το οδηγούσαν σε καμίνους αναγωγικής τήξης (Εικόνα 7) με εναλλασσόμενες στρώσεις ξυλάνθρακα, οπότε ο άνθρακας, σε συνθήκες θερμοκρασίας 950- 1200C, αποσπούσε το οξυγόνο από τον κερουσίτη (Κ. Κονοφάγος , 1980) και παράγονταν έτσι κράμα μετάλλου μολύβδου – αργύρου (Pb-Ag). Στη συνέχεια βέβαια ακολουθούσε η κατεργασία της κυπέλλωσης για την εξαγωγή του αργύρου μετάλλου. Θα πρέπει να τονιστεί ότι στην περίπτωση που αντί του ορυκτού κερουσίτη (PbCO3) επικρατούσε στην ορυκτολογική παραγένεση ο γαληνίτης (PbS ), θα έπρεπε να προηγηθεί της αναγωγικής τήξης η μέθοδος της οξειδωτικής φρύξης, δηλαδή της μετατροπής του θειούχου μεταλλεύματος σε οξείδιο. Αυτό όμως θα σήμαινε μεγαλύτερο κόστος κατεργασίας αλλά και επιβάρυνση του περιβάλλοντος και της υγείας των αρχαίων μεταλλευτών, λόγω έκλυσης δηλητηριωδών αερίων όπως το SO2.

Συμπερασματικά, η επικράτηση του ορυκτού κερουσίτη (PbCO3) στην ορυκτολογική σύσταση του μεταλλεύματος, λόγω των οξειδωτικών γεωλογικών συνθηκών που κυριάρχησαν στην Λαυρεωτική, υπήρξε ο καθοριστικός ευνοϊκός παράγοντας για την επιλογή από τους αρχαίους μεταλλευτές της καταλληλότερης και οικονομικότερης μεθόδου κατεργασίας του μεταλλεύματος. Εάν δεν υπήρχαν αυτές οι γεωλογικές συνθήκες πιθανώς η εκμετάλλευση του αργύρου της Λαυρεωτικής να μην ήταν τόσο επικερδής και να μην είχε συνεισφέρει σε τέτοιο βαθμό στην οικονομική ανάπτυξη και ισχύ της Αθηναϊκής Δημοκρατίας. Επομένως μπορεί ο κερουσίτης να μην διέθετε την μεταλλική λάμψη, ή τους όμορφους χρωματισμούς ή τις εντυπωσιακές κρυσταλλικές δομές άλλων ορυκτών περιζήτητων από συλλέκτες και μουσεία, είχε όμως τεράστια οικονομική αξία που στήριξε την αρχαία μεταλλευτική βιομηχανία.

Βιβλιογραφικές Αναφορές: 
Βουρλάκος, Ν., & Φίτρος, Μ., 2018: Τα Ορυκτά της Λαυρεωτικής. Ε. ΜΕ.Λ.
Βικιπαίδεια: Κερουσίτης 
Κονοφάγος, Κ.Η.,1980: Το Αρχαίο Λαύριο και η Ελληνική Τεχνική Παραγωγής του Αργύρου. Εκδοτική Ελλάδος Α.Ε., Αθήνα, 458 σελ. 
Μπίτζιος Δ.,2018: Η Γεωλογία καθοριστικός παράγοντας της ανάπτυξης του Αρχαίου Μεταλλευτικού Λαυρίου. 2ο Γεωλογικό συμπόσιο Geological Community of Greece
Skarpelis, N. and Argyraki, A., 2009: Geology and origin of the supergene ore at the Lavrion Pb-Ag-Zn deposit, Attica, Greece. Resource Geol., 59, 1–14p. 

Τσάιμου, Κ.Γ.,2007: Ορολογία τη αρχαίας μεταλλείας. Πανεπιστημιακές εκδόσεις Ε.Μ.Π.

[Επιμέλεια: Π. Τζεφέρης]