Gönderen Konu: Yüzeysel Ortam KoÅŸulları ve Maden Yataklarının OluÅŸumu  (Okunma sayısı 2978 defa)

0 Üye ve 1 Ziyaretçi konuyu incelemekte.

Çevrimdışı ozguryolcu

  • FM Yönetici
  • *
  • İleti: 7472
  • Liked: 83
  • İtibar: +16831/-1
  • Cinsiyet: Bay
    • MADENCİLİK FORUM SİTESİ
5. YÜZEYSEL ORTAM KOŞULLARI VE MADEN
     YATAKLARININ OLUÅžUMU
5.1. GiriÅŸ

Yüzeysel ortamlarda koşullar, kayaç ve cevher minerallerinin oluştuğu derin ortam koşullarına göre çok farklı olup, sıcaklık ve litostatik dış basınç çok düşüktür. Ayrıca, serbest su dolaşımı ve atmosferdeki gazların etkileri gözlenmektedir. Derin ortam koşullarında oluşmuş kayaç ve cevher mineralleri yer yüzüne çıktıklarında yeni koşulların etkisinde kalırlar ve zamanla ya yeni koşullarda kararlı minerallere dönüşürler veya tamamen bozunup iyonlarına ayrışarak yok olurlar.
Yüzeysel koÅŸullarda geliÅŸen önemli olayları, fiziksel parçalanma ve dağılma, oksitlenme, su alma (hidrasyon), kimyasal bozunma (hidroliz) ve kimyasal çökelme olarak sıralamak mümkündür. 
Bu dönüşüm veya bozunmalar, kayaçların ve cevherleşmelerin sahip oldukları mineralojik ve kimyasal bileşime, yapısal ve dokusal özelliklere ve ortamdaki sıcaklık, yağış, atmosferin O2 ve CO2 içeriği, su dolaşımı, pH, Eh, topoğrafik engebe ve organizma faaliyetleri gibi koşullar ile bileşimde bulunan elementlerin mevcut koşullar altındaki hareketliliğine bağlı olarak hızlı veya yavaş bir şekilde gelişir.
Mineralleri yüzeysel koşullara dayanıklılıkları bakımından, (i) Çok dayanıklı mineraller (soy metaller ve ağır oksitler), (ii) Orta derecede dayanıklı mineraller (silikatlar) ve (iii) Çok dayanıksız mineraller (sülfürler) şeklinde üç gruba ayırmak mümkündür. Bunlardan çok dayanıklı mineraller, yüzeysel koşullarda genellikle taneler şeklinde serbestleşirler, taşınırlar ve tutuklanırlar. Ikinci grup mineraller taneler şeklinde serbestleşirler ve bileşimlerindeki hareketliliği yüksek iyonlar kolayca su içine geçerler. Üçüncü grup mineraller ise çok kolay bir şekilde kimyasal bozunmaya uğrayarak iyonlarına ayrışırlar.
Yüzeysel ortam koşullarında, gerek kayaç ve cevher minerallerinin bozunması sırasında, gerek bozunma ürünlerinin taşınması sırasında veya bir çökelme ortamında tutuklanması sırasında; fiziksel, kimyasal veya biyolojik süreçlerle, ekonomik değeri olan elementler ve mineraller zenginleşebilirlerse, cevherleşmeleri ve/veya maden yataklarını oluştururlar.


Yüzeysel koşullarda oluşmuş önemli yatakları;

-   Kimyasal kalıntı tipi yataklar,
-   Kimyasal sedimanter yataklar,
-   Plaser  tipi yataklar
±    İkincil zenginleÅŸmiÅŸ yataklar
şeklinde sıralamak mümkündür.
Kimyasal bozunma sırasında serbestleşen iyonlardan hareketliliği yüksek olanlar su içinde çözülü olarak uzaklaşırken, hareketliliği düşük olanların bozunma bölgesinde oksitli ve hidroksitli mineraller şeklinde tekrar tutuklanması sonucu oluşmuş zenginleşmeler, kimyasal kalıntı tipi yataklar olarak tanımlanırlar. Ayrıca bozunma sırasında daha önceden oluşmuş maden yataklarının ikincil olarak zenginleşmeleri ve/veya ikincil zonlanmaların gelişmesi de mümkündür. Bu ikincil zenginleşmeler ve zonlanmalar özellikle sülfürlü cevherleşömelerde daha yaygın olup, oksidasyon ve sementasyon zonu değişiklikleri olarak bilinmektedir. Ekonomik değeri olan elementlerin sulu ortamlar içinde zenginleşmeleri ve kimyasal süreçlerle çökelmeleri sonucu oluşan yataklar ise, kimyasal sedimanter yataklar olarak adlanmaktadırlar. Fiziksel parçalanma ve dağılma sonucu taneler şeklinde serbestleşen bozunma ürünlerinin, değişik yerlerde fiziksel olarak tutuklanması ve zenginleştirilmesi şeklinde oluşmuş yataklar ise plaser tipi yataklar olarak tanımlanmaktadırlar. Ayrıca canlıların ve organik maddelerin etkisiyle gelişmiş zenginleşmeler ve oluşan yataklar da biyolojik ve/veya biyosedimanter yataklar olarak isimlendirilmektedirler. Belirtilen bu yatakların oluşumları aşağıda açıklanmaya çalışılacaktır.

5.2. Bozunma Sırasında Kimyasal Kalıntı Tipi Maden
       Yataklarının OluÅŸumu ve Düşük Tenörlü
       CevherleÅŸmelerin ZenginleÅŸmesi

Yüzeysel ortam koşullarının etki alanına çıkmış kayaçların ve cevherleşmelerin bozunması sırasında, ortamda mevcut koşullar altında hareketliliği yüksek olan iyonların su içinde çözülü olarak ortamdan uzaklaşması, hareketliliği düşük olanların ise bozunma bölgesinde tutuklanarak zenginleşmesi sonucu, ya başlangıçta ekonomik değeri olmayan kayaçlar üzerinde ekonomik değeri olan zenginleşmeler gelişebilmekte veya daha önce oluşmuş düşük tenörlü cevherleşmeler zenginleşebilmektedir. Bu zenginleşmeler, kimyasal süreçlerle bozunma bölgesinde geliştiği için kimyasal kalıntı tipi veya ikincil zenginleşmiş yataklar olarak tanımlanmaktadır.
Silikatların yüzeysel koşullarda dayanıklılıkları, Bowen Serisi olarak bilinen magmatik koşullardaki oluşum sıraları ile uyumlu olarak artmaktadır. Derin ortam koşullarında, en yüksek sıcaklık ve basınç şartları altında oluşan mineraller yüzeysel koşullara göre en farklı koşullarda oluştukları için en dayanıksız, düşük sıcaklık ve basınç koşullarında oluşanlar ise yeni koşullara en yakın şartlar altında oluştukları için en dayanıklı minerallerdir. Örneğin, silikatlardan olivin, en dayanıksız, kuvars ise en dayanıklı mineraldir.
Derin ortam koşullarında oluşmuş silikatlı mineraller, yüzeysel koşullarda, önce yapılarına su alarak sulu silikat minerallerine dönüşürler. Daha sonra da, yapılarında bulunan hareketliliği yüksek iyonların su içinde serbestleşerek ortamdan uzaklaşması sonucu başka minerallere dönüşürler veya tamamen iyonlarına ayrışarak yok olurlar. Bu sırada kayaç oluşturan minerallerin yapısında bulunan, hareketliliği yüksek, K+, Na+ ve Ca2+ gibi iyonlar, kademeli olarak suyun hidrojeni ile yer değiştirirken, yapıdan önemli miktarda SiO2' nin ayrıldığı ve geride kalan dönüşüm ürünlerinin Al ve Fe'ce zenginleştikleri görülmektedir.
Bozunma, yüzeyden başlar ve kayacın petrofiziksel özelliklerine ve içerdiği minerallerin bozunmaya karşı dayanıklılığına bağlı olarak derine doğru azalarak iner. Bunun sonucu olarak, en üstte ileri derecede bozunmuş, derinlerde ise daha az bozunmuş kesimler gözlenir.
Bozunan kayaç türlerini, mineralojik bileşimleri ve oluşacak bozunma ürünleri bakımından mafik-ultramafik ve felsik kayaçlar şeklinde iki uç gruba ayırmak mümkündür. Bu kayaçların içerdikleri mineraller ve bozunma derecesine bağlı olarak gelişebilecek bozunma ürünleri aynı şekil üzerinde gösterilmeye çalışılmıştır (Şekil 5.1).
Mafik-ultramafik kayaçların içerdikleri minerallerin yapısında bulunan ana bileşenleri, Fe, Mg ve SiO2 şeklinde basitleştirmek mümkündür. Bu elementlerden magnezyumun hareketliliği çok yüksektir ve su içinde Mg2+ iyonu şeklinde ortamdan uzaklaşır. Fe ve SiO2' nin hareketliliği ise ortamın pH' ına bağlı olarak değişmektedir (Şekil 5.2). Ortamın pH' ı asitik ise demirin hareketliliği yüksek olup, su içinde çözülü olarak ortamdan uzaklaşabilecek ve geride silisçe zenginleşmiş bir kimyasal kalıntı kalacaktır. Ortamın pH' ı, 5' ten daha yüksek ve/veya bazik ise, demirin hareketliliği düşük, SiO2' in hareketliliği yüksek olup, SiO2 su içinde çözülü olarak ortamdan uzaklaşırken, demir iyonları, oksitli ve hidroksitli bileşikler şeklinde, kimyasal kalıntı olarak, bozunma bölgesinde zenginleşir.
Felsik kayaçların içerdikleri minerallerin yapısında bulunan ana bileşenler ise Na, K, Ca, Al ve SiO2 şeklinde basitleştirilebilir. Bunlardan Na+, K+ ve Ca++' iyonlarının, hareketliliği çok yüksek olup, su içinde çözülü iyonlar şeklinde ortamdan uzaklaşmaktadırlar. Al3+ iyonunun ve SiO2' in hareketliliği ise ortamın pH'ına bağlıdır (Şekil 5.2). Alüminyumun, doğal ortamların olağan pH koşullarında hareketliliği çok düşük olup, bozunma bölgesinde oksitli ve hidroksitli bileşikler şeklinde zenginleşmektedir. SiO2 ise özellikle bazik koşullarda, su içinde çözülü olarak ortamdan uzaklaşmaktadır.



Şekil 5.1: Kimyasal bozunma derecesine bağlı olarak, iki önemli grup olan mafik-ultramafik ve felsik kayaçlar üzerinde gelişebilecek bozunma ürünleri ve kimyasal kalıntı tipi zenginleşmeler (Smirnov, 1976; Çizelge 35' ten yararlanılarak hazırlanmıştır)



Şekil 5.2: SiO2, Al2O3 ve Fe2O3'ün su içinde pH'a bağlı çözünürlüğü (Smirnov, 1976; Şekil 181' den).



Şekil 5.3: Yüzeysel koşullarda kimyasal bozunma sonucu düşük tenörlü cevherleşmelerin ikincil zenginleşmesine bir örnek; Cerro Bolivar demir yatağı (Ruckmik, 1963; Evans, 1987; Şekil 20.6' dan alınmıştır)


Kimyasal kalıntı tipi yataklara en tipik örnekler olarak, lateritik demir ve nikel, aluminyumca zengin boksit, mangan ve fosfat yatakları verilebilir. Kimyasal bozunma süreçlerine bağlı olarak ikincil zenginleşmiş yataklara ise, bazı düşük tenörlü demir, mangan ve boksit yataklarının zenginleşmesi örnek olarak verilebilir (Şekil 5.3).
Bu bozunmalar sırasında, zenginleşmenin iyi gelişebilmesi için, iklim koşullarının kimyasal bozunmayı hızlandırıcı özellikte (sıcak ve bol yağışlı) olması, topoğrafyanın ise kimyasal yıkanmayı kolaylaştırıcı ancak fiziksel taşınmayı önleyici özellikte (yüksek ve az engebeli) olması gerekmektedir.

Çevrimdışı ozguryolcu

  • FM Yönetici
  • *
  • İleti: 7472
  • Liked: 83
  • İtibar: +16831/-1
  • Cinsiyet: Bay
    • MADENCİLİK FORUM SİTESİ
5.3. Sülfürlü Yatakların Yüzeysel Koşullarda Ikincil Zenginleşmesi ve Oksidasyon-Sementasyon Zonu Oluşumları
Yer kabuğunun, Y.A.S.S (yeraltı su seviyesi)' üstünde kalan ve atmosferle temas halindeki, oksijence zengin en dış kısmı "oksidasyon ve/veya havalandırma zonu" olarak, Y.A.S.S.' nin altında kalan ve suya doygun olan, oksijence fakir alt kısmı ise "suya doygun zon ve/veya stagnasyon zonu" olarak tanımlanmaktadır. Oksidasyon zonu içinde, oksitli, hidroksitli, sülfatlı ve karbonatlı mineraller gözlenirken, Y.A.S.S.’ nin altında Eh indirgen olduğu için sülfürlü mineraller gözlenmektedir. Sülfürlü mineraller, oksidasyon zonunda kararsızdırlar.
Diğer yandan, sülfürlü mineraller, birlikte bulundukları gang minerallerine ve yankayaç içindeki silikatlı minerallere göre çok daha hızlı bir şekilde bozunmakta olup, diğer minerallerin bozunmasını da kolaylaştırmaktadır. Bunun nedenleri olarak; yapılarında bulunan 2- değerlikli kükürtün (S=), oksidan koşullarda 6+ değerlikli (SO4=) hale gelme eğilimi, bu oksitlenme sırasında suyun oksijeninin kullanılması nedeniyle H+ iyonunun açığa çıkması veya H2SO4 oluşması sonucu, ortamın asitikliğinin ve çözücü karakterinin yükselmesi ve farklı değerlikli iyonları bulunan elementlerin (Fe, Cu gibi) kendileri indirgenirken diğer elementlerin iyonlarını serbestleştirmeleri sayılabilir.
Bu bozunma ve yeniden tutuklanma olayları sırasında, cevherleşmelerde ikincil zonlanmalar ve/veya farklılaşmalar gelişebilmektedir. Bu farklılaşmalar Şekil 5.4' te olduğu gibi basitleştirilebilir.
Bu bozunmalar sırasında, ilk olarak, oksidasyon zonunda, sülfürlü mineraller sülfatlı minerallere dönüşürler. Daha sonra, sülfatlı minerallerden çözünürlüğü düşük olanlar bulundukları yerde tutuklanırlar (PbSO4 gibi),  çözünürlüğü yüksek olanlar ise su içinde çözünerek Me ++ ve SO4= iyonlarına ayrılırlar (Fe++, Cu ++, Zn ++ gibi).
Açığa çıkan metal iyonlarından hareketliliÄŸi düşük olanlar (örneÄŸin; Fe++) ortamdaki H2O ve O2 ile reaksiyona girerek hidroksitli ve oksitli mineraller halinde tutuklanır. Bu dönüşüm reaksiyonları sonucu, bozunma zonunun en üst kesiminde limonit ve hematit’ çe zengin ve demir ÅŸapka zonu olarak tanımlanan demirli, silisli bir  örtü zonu geliÅŸir. 
Açığa çıkan metal iyonlarından hareketliliği yüksek olanlar (Cu++, Zn++ gibi) ise su içinde çözülü olarak oksidasyon zonu boyunca aşağıya doğru taşınarak Y.A.S.S. civarında zenginleşirler. Bu iyonlar, Y.A.S.S.' nin üst kısmında hidroksitli, oksitli, sülfatlı ve karbonatlı mineraller veya nabit metaller şeklinde, Y.A.S.S.'nin alt kısmında ise ikincil sülfürlü ve sülfatuzlu mineraller şeklinde çökelerek tutuklanırlar. Bunun sonucu olarak; oksidasyon zonunun üst kısmında, bu iyonlar bakımından fakirleşme (fakirleşmiş zon), Y.A.S.S. civarında ise zenginleşme (ikincil zenginleşme zonu / sementasyon zonu) gözlenir.. Daha derin kesimlerde ise bozunmamış ve herhangibir değişikliğe uğramamış birincil cevher zonu yer alır. Ancak, oluşan bozunma ürünleri, aşınma nedeniyle ortamdan uzaklaşırlar ise, bu farklılaşmaların ve zonlanmaların bir kısmı veya tamamı gözlenmeyebilir.




Şekil 5.4: Sülfürlü cevherleşmelerde yüzeysel koşulların etkisine bağlı olarak gelişen ikincil zonlanmalar (oksidasyon ve sementasyon zonları (Batty, 1981; Şekil 151' den değiştirilerek)


Bu bozunma , çözünme ve çökelme olayları sırasında gelişen önemli reaksiyonlar basitleştirilerek aşağıda olduğu gibi yazılabilir.
 i. Sülfürlü minerallerin bozunması;
1. FeS2 + 2O2+ 4H2O -----> Fe++ + 2SO4= + 8H+
2. FeS + 3/2 O2 + H2O -----> Fe+++ SO4= + 2H+
3. CuFeS2 + 7/2 O2 + H2O -----> Cu++ + Fe++ + 2SO4= + 2H+
4. ZnS + 3/2 O2 + H2O -----> Zn++ + SO4= + 2H+
5. PbS + 3/2 O2 + H2O -----> Pb++ + SO4= + 2H+
ii. Fe+++ ve Fe2(SO4)3 'ün bozunmaya etkisi:
1. Fe2(SO4)3 + FeS2 -----> 3FeSO4 + 2So
2. 4Fe2(SO4)3 + ZnS + 4H2O -----> ZnSO4 + 8FeSO4 + 4H2SO4
3. Fe+++ + CuFeS2 + 2H2O + 3O2 -----> Cu++ + 5Fe++ + 2SO4= + 4H+
4. Fe2(SO4)3 + MS + Su -----> MSO4  + FeSO4
 iii. H2SO4 etkisi
CuFeS2 + H2SO4 + 9/2O2 -----> Cu++ + Fe++ + 3SO4= + H2O
iv. Demir ÅŸapkada limonit ve hematit oluÅŸumu
1. 2Fe++ + 3/2O2 + 3H2O -----> 2Fe(OH)3
2. 2Fe++ + 1/2O2 + 2H2O -----> Fe2O3 + 4H+
3. 12FeSO4 + 6H2O + 3O2 ------> 4Fe2(SO4)3 + 4Fe(OH)3
v. Sementasyon zonunda çökelme reaksiyonları
1. 14CuSO4 + 5FeS2 + 12H2O -----> 7Cu2S + FeSO4 .12H2SO4
2. CuSO4 + CuFeS2 -----> CuS + FeSO4
3. CuSO4 + PbS -----> CuS + PbSO4
      4. MSO4 + CaCO3 -----> MCO3 + CaSO4   


vi. Sementasyon zonunda nabit Cu, S ve jips oluÅŸumu
1. Cu2S + 3Fe2(SO4)3 + 4H2O -----> 2Cu + FeSO4 + H2SO4
2. Cu2O + 2FeSO4 + H2SO4 -----> 2Cu + Fe2(SO4)3 + H2O
3. Fe2(SO4)3 + FeS2 ------> 3FeSO4 + 2S
4. MSO4 + CaCO3 -----> MCO3 + CaSO4 



5.4. Kimyasal Sedimanter Maden Yatakları
5.4.1. Kimyasal Çökelme Kavramı

Kimyasal sedimanter yatakların oluşumunu gerçekleştiren kimyasal çökelmelerin gelişebilmesi için, minerallerin yapısında bulunan basit veya kompleks anyon ve katyonların çökelme ortamındaki konsantrasyonları çarpımının o mineralin çözünürlük çarpımı katsayısını (Kçç) geçmesi gerekmektedir. Bu durum;
 [A-] [Me+] > Kçç
şeklinde ifade edilebilmektedir. Ortamda çökelmenin başlayabilmesi ve/veya devam edebilmesi için;
(a) ortama yeni anyon veya katyon gelmesi,
(b) ortamdaki çözücü fazın azalmasıyla iyon konsantrasyonlarının yükselmesi veya
(c) ortam koşullarının Kçç' yi küçültecek veya farklı türevler şeklinde bulunabilen anyon veya katyonları kullanılabilir hale getirecek şekilde değişmesi
gerekmektedir. Kimyasal çökelme sırasında, bu olasılıklardan birisi veya birkaçı birarada gelişerek minerallerin oluşumu gerçekleşebilmektedir.
Kimyasal çökelmelerin geliştiği çökelme ortamlarının en önemlileri, karasal bölgelerdeki bataklıklar ve göller ile deniz kıyısı ve derin deniz ortamlarıdır. Bunlar içinde çoğunluğu, denizel ortamlar oluşturmaktadır.

5.4.2. Ortama Yeni Iyon Getirimi Sonucu Kimyasal Çökelme ve Olasıl Iyon Kaynakları
Bir çökelme ortamına, yeni iyonlar değişik kaynaklardan gelebilmekte olup, bunların en önemlileri (i) karalardan akarsular içinde çözülü olarak taşınma, (ii) çökelme ortamında birikmiş sedimanlardan veya ortamın tabanından çözülme, (iii) volkanik faaliyetlerle getirilme (iv) akıntılarla getirim ve/veya çökelme ortamı içindeki farklı özellikteki veya farklı iyon içerikli suların karışımı ve (v) mikroorganizmalarca iyon üretimi veya zenginleştirilmesi şeklinde sıralanabilir.




Şekil 5.5 : Olasıl yeni iyon kaynaklarının şematik görünümü
 

Karalardan, akarsular içinde çözülü halde getirilme, en önemli iyon kaynaklarından birisidir. Karalarda gelişen kimyasal bozunma ve fiziksel dağılma sırasında açığa çıkan milyonlarca tonluk malzeme içindeki taneler ve iyonlar akarsularca çökelme ortamlarına doğru taşınmaktadır. Çeşitli minerallerin yapısında bulunan hareketliliği yüksek iyonlar, gerek bozunma bölgesinde, gerekse taşınma sırasında, su içinde çözülü olarak serbestleşmekte ve çökelme ortamlarına ulaşabilmektedirler.
Çökelme ortamlarındaki su kütleleri, ortam içinde birikmiş sedimanlarla ve tabanını oluşturan kayaçlarla devamlı temas ve etkileşim halindedir. Bu etkileşim sırasında, çeşitli elementlerin iyonlar şeklinde serbestleşerek ortamdaki konsantrasyonlarının yükselmesi mümkün gözükmektedir. Deniz sularının özellikle, 100 - 200 m derinlikteki kesimlerinde pH asitik karakterli olup çözme yetenekleri daha yüksektir.
Su altı volkanik faaliyetleri ve sıcak su faaaliyetleri sırasında, deniz tabanlarına önemli miktarlarda volkanik malzemenin ve su içinde çözülü iyonların getirildiği bilinen bir gerçektir. Kızıl Deniz tabanındaki eser element içeriği yüksek sıcak su çıkış noktaları ve okyanus ortası sırt bölgelerindeki eser element zenginleşmeleri, bunun en belirgin örnekleridir. Ayrıca deniz suyu ile uzun süre etkileşim altında kalan bu volkanik malzemelerden yeni iyonların çözülmesi de söz konusudur.

Çevrimdışı ozguryolcu

  • FM Yönetici
  • *
  • İleti: 7472
  • Liked: 83
  • İtibar: +16831/-1
  • Cinsiyet: Bay
    • MADENCİLİK FORUM SİTESİ
Diğer yandan, durgun sulu ortamlarda suyun bileşimi homojen olmayıp, değişik kesimlerinde farklı iyon konsantrasyonlarına ve değişik fizikokimyasal koşullara sahiptir. Örneğin deniz suyu içinde derinliğe, karadan uzaklığa, ekvator veya kutup bölgelerine yakınlığa ve su altı volkanik faaliyetlerine ve sıcak su çıkış noktalarına yakınlığa bağlı olarak farklı kesimlerde farklı fizikokimyasal özelliklerin geliştiği ve değişik kesimlerde bazı anyon ve katyonların zenginleşmiş olduğu gözlenmektedir. Genel olarak, deniz suyunun 100 m derinliğe kadar olan sığ kesimleri O2, 100 - 200m arası CO2, daha derin kesimleri ise H2S bakımından zengindir. pH bakımından 100 - 200m arası asitik, daha sığ ve derin kesimleri bazik karakterli, Eh bakımından ise 150m' ye kadar olan sığ kesimleri oksidan, daha derin kesimleri ise indirgen karakter göstermektedir.
Diğer yandan sıcak olan ekvator bölgesinde çözünürlük ve metal iyon konsantrasyonları soğuk bölgelere göre daha yüksektir. Ayrıca, su derinliğine ve hidrostatik basınçtaki artışa bağlı olarak ta çözünürlük ve iyon konsantrasyonları artmaktadır. Dolayısıyla sıcak ve derin deniz suları, soğuk bölgelerdeki ve sığ derinlikteki deniz sularına göre metal iyonlarınca daha zengindirler. Kutup bölgelerindeki ve sığ derinliklerdeki deniz suları ise soğuk ve oksijene doygun sulardır.
Bu ÅŸekilde farklı kesimlerdeki, farklı özellik gösteren suların karışımı da, ortama yeni iyon getirimi gibi etki yapmaktadır. Bunların en iyi örnekleri olarak; kutuplardan ekvator bölgelerine doÄŸru akıntılarla gelen soÄŸuk ve oksijene doygun suların ekvator bölgesine yaklaÅŸtıkça metal iyonlarınca zengin sularla karşılaÅŸmaları sonucu çökelen mangan ve demir hidrokistli ve oksitli mineral yumruları ve derin kesimlerden kıta yokuÅŸu ortamlarına doÄŸru geliÅŸen akıntılarla taşınan Fe ve Mn iyonlarının sığ kesimlerde CO2 ve O2 ‘ ce zengin seviyelere çıktıklarında karbonatlı, hidroksitli ve oksitli mineraller oluÅŸturarak çökelmeleri gösterilebilir. Ayrıca derin deniz sularında fosfat konsantrasyonu da sığ sulara göre yüksek olup, akıntılarla kıta yokuÅŸuna doÄŸru yükselen bu sular, Ca++ ‘ ca zengin sularla karşılaÅŸtıkları yerlerde kimyasal sedimanter fosfat yataklarını oluÅŸturmaktadırlar.   
Mikroorganizmalar ve organik maddeler, ileride ayrıntılı olarak tartışılacağı gibi bazı metal iyonlarını biriktirerek, bazı  iyonları ise üreterek (kükürt bakterilerince SO4= ’ ün indirgenerek S= üretimi ve CO2’ den O2 gibi), ayrıca ortamın Eh ve pH koÅŸullarını deÄŸiÅŸtirerek minerallerin çökelmesinde etkili olabilmektedirler.


5.4.3. Ortamda Çözücü Fazın Azalması Sonucu Kimyasal Çökelme
Doğal çökelme ortamlarındaki çözücü fazı oluşturan suyun buharlaşarak azalması ve içindeki iyonların konsantrasyonlarının yükselmesi sonucu gelişen kimyasal çökelmeler "evaporasyon" ve oluşan çökeller de "evaporitler" olarak tanımlanmaktadır. Özellikle, su beslenmesi sınırlı olan kapalı ve yarı kapalı sulu ortamlar, bu çökellerin oluşumu için en uygun ortamlardır.
Buharlaşmada, sıcaklık artışının birinci derecede etkili olduğu düşünülmekle birlikte, sıcaklık artışına bağlı olarak çözünürlük te artacağı için çökelme zorlaşır. Bu nedenle rüzgarların sulu ortamlar üzerindeki su buharı fazını devamlı olarak uzaklaştırması ve sıvı-buhar dengesini bozarak buharlaşmayı hızlandırması şeklindeki etkilerini küçümsememek gerekir. Ayrıca, sıcak dönemlerden daha çok bu dönemleri izleyen soğuk dönemlerde, çözünürlüğün azalması nedeniyle, önemli miktarlarda çökelmelerin gelişebileceği göz önünde bulundurulmalıdır.
Denizel ortamlarda çökelmiÅŸ evaporitler içinde, özellikle bazı sülfatlı, karbonatlı ve klorürlü minerallerin zenginleÅŸtikleri ve kalsit (CaCO3), jips (CaSO4 .2H2O) , anhidrit (CaSO4), halit (NaCl), silvin (KCl) ve biÅŸofit (MgCl2)   gibi minerallerin yataklarının oluÅŸtuÄŸu görülmektedir. Karasal ortamlarda çökelmiÅŸ evaporitlerde ise volkanik faaliyetlerin de katkısıyla nitrat, borat ve soda yataklarının oluÅŸtuÄŸu görülmektedir.

5.4.4. Ortam Koşullarının Değişmesi ile Kimyasal Çökelme
Sıcaklık, Eh, pH, hidrostatik basınç (derinlik) ve diÄŸer iyon konsantrasyonları gibi ortam koÅŸullarının deÄŸiÅŸmesi, bazı iyonların hareketliliklerinin azalmasına, minerallerinin çözünürlüklerinin azalmasına ve Kçç' larının küçülmesine etki ederek, kimyasal çökelmelerin geliÅŸmesine ve minerallerin oluÅŸmasına neden olabilir.  Ayrıca ortam koÅŸulları, farklı deÄŸerlikli iyonları bulunan elementlerin hangi iyonu halinde bulunabileceÄŸini de belirlemektedir. Elementler, ortamda ne kadar bol bulunursa bulunsun, oluÅŸacak mineralin yapısına girebilecek özellikteki iyonu halinde deÄŸilse  mineralin çökelmesi mümkün olamayacaktır. Bu durumda, ortama yeni iyon getirimi olmaksızın, ortamda mevcut konsantrasyonlardan itibaren kimyasal çökelmeler geliÅŸmektedir.
Örneğin demir ve mangan iyonlarının hareketlilikleri, asitik ve indirgen koşullarda yüksek olup, iyon konsantrasyonları çok yüksek olduğu halde asitik ve indirgen ortamlarda demir ve mangan minerallerinin çökelmediği görülmektedir. Bu şekilde demir ve mangan iyonlarınca zenginleşmiş bir ortamın pH'ı aniden bazikleşirse veya Eh'ı aniden oksidanlaşırsa bu iyonların hareketlilikleri azalacak, konsantrasyon çarpımları Kçç' nin üzerine çıkacak ve çökelme gerçekleşecektir. Benzer durumlar, sıcak oluşları nedeniyle çözücü etkileri yüksek olan suların, bazı iyonlarca doygunlaştıktan sonra sıcaklıklarının düşmesi veya sulu ortamların derin kesimlerinde hidrostatik basıncın çözünürlüğü artırıcı etkisiyle bazı iyonlarca zenginleşmiş suların, sığ derinliklere yükselmesi sonucunda da gelişebilmekte ve minerallerin çökeldiği görülmektedir.
Diğer yandan, sülfürlü minerallerin çökelimi için gerekli S= ve HS- iyonları Eh’ ın indirgen olduğu ortamlarda, karbonatlı ve fosfatlı minerallerin çökelimi için gerekli olan CO3= ve PO43- iyonları ise pH’ ın bazik olduğu ortamlarda kararlı iyonlar olup, söz konusu mineraller ancak Eh ve pH’ ın uygun olduğu koşullarda bu anyonlarla buluşarak mineralleri oluşturabilmektedirler.


5.4.5. Kimyasal Sedimanter Yatakların Önemli Örnekleri ve Gözlenen Minerallerin Çökelim Koşulları
Kimyasal sedimanter yatakların en önemli örnekleri arasında, bataklık tipi demir yatakları, bantlı demir yatakları, kıta yokuÅŸu ortamlarında oluÅŸan demir, manganez ve fosfat yatakları, deniz tabanlarında gözlenen mangan ve demir yumruları ve organik maddece zengin ÅŸeyller içinde sülfürlü mineral çökelimleri ile evaporitler içindeki jips, kaya tuzu, bor ve soda  yatakları sayılabilir. Bu yatakların ayrıntılı özellikleri ve oluÅŸum koÅŸulları, belirtilen elementlerin özel maden yatakları konuları içinde tartışılacaklardır.
Bu yataklarda gözlenen önemli minerallerin kararlılık alanları ve oluşumları, doğrudan oluşum ortamının Eh ve pH koşulları ile ilişkili olup, yeterli miktarda metal iyonu içeren bir ortamda herhangibir elementin oksitli mi, karbonatlı mı, yoksa sülfürlü veya başka bir mineralinin mi oluşacağı bu koşullarca belirlenmektedir. Genel olarak, sülfürlü minerallerin indirgen ortamlarda, oksitli minerallerin oksidan ortamlarda, karbonatların ise bazik ortamlarda çökelebildikleri görülmektedir.
Kimyasal sedimanter oluşumlar içinde en ilginç durum, Eh’ ın düşük olduğu, organik maddece zengin sedimanlar (şeyller) içinde sülfürlü ve bazı oksitli bileşiklerin (UO2 gibi) bileşiklerin bir arada zenginleşebilmeleridir. Bunun nedeni organizmalarca ve/veya organik maddelerce sağlanan indirgen Eh koşullarının ortamda SO4’ ü indirgeyerek sülfürlü minerallerin oluşabilmesi için gerekli H2S ve S= oluşumunu sağlarken, UO2++ gibi oksi-iyonların yapısındaki katyonları indirgeyerek (U6+------>U4+) hareketliliklerini azaltmasıdır.


5.5. Yüzeysel Ortam Koşullarında Fiziksel Süreçlerle Plaser
       Tipi Maden Yataklarının OluÅŸumu
5.5.1. Plaser Kavramı

   Taneler ÅŸeklinde serbestleÅŸen bozunma ürünlerinden kimyasal bozunmaya ve fiziksel parçalanmaya karşı dayanıklı, yoÄŸunluÄŸu yüksek olanlarının, yoÄŸunluÄŸu az olanlardan, yoÄŸunluk farkı nedeniyle fiziksel olarak ayrılarak, zenginleÅŸmeleri sonucu oluÅŸan maden yatakları fiziksel (mekanik) zenginleÅŸme tipi ve/veya plaser tipi maden yatakları olarak tanımlanmaktadırlar.
   Bu tanımdan da anlaşılacağı gibi, bu tür yataklarda zenginleÅŸecek minerallerin, birlikte bulundukları diÄŸer minerallere göre yoÄŸunluklarının yüksek olması, kimyasal bozunmaya ve fiziksel parçalanmaya dayanıklı olmaları gerekmektedir.
   Minerallerin fiziksel parçalanmaya dayanıklı olabilmeleri için ya çok yumuÅŸak ve dövülebilir özellikte olmaları veya çok sert olmaları, ayrıca fiziksel parçalanmalarını kolaylaÅŸtıracak dilinim ve çatlakların bulunmaması gerekmektedir. Çok yumuÅŸak ve dövülebilme özelliÄŸine sahip mineraller, taşınma sırasında diÄŸer minerallerle çarpıştıklarında çarpışma etkisini biçim deÄŸiÅŸtirerek geçiÅŸtirdikleri için, çok sert mineraller ise parçalanmaları zor olduÄŸu için, fiziksel parçalanmadan korunabilmektedirler.
   Plaser tipi yataklar, olaÄŸan yüzeysel koÅŸullarda oluÅŸmuÅŸ yataklar olup, geniÅŸ bir coÄŸrafik dağılıma sahiptirler. Ayrıca oluÅŸum zamanı bakımından, tüm jeolojik devirlerde oluÅŸmaları mümkün gözükmekle birlikte, bilinen yatakların büyük çoÄŸunluÄŸu Tersiyer ve Kuvaterner yaÅŸlıdırlar. Bunun nedeni olarak, çok yaÅŸlı yatakların korunamayarak daha sonraki jeolojik devirlerde aşınıp, yok oldukları düşünülebilir.

5.5.2. Plaser Yataklarda Zenginleşen Mineraller ve Olasıl Kaynakları
   Bu tür yataklarda zenginleÅŸebilen element ve/veya mineralleri soy metaller ve ağır oksitler ÅŸeklinde tanımlamak mümkün olup, yaygın olarak gözlenenen bazı minerallerin isimleri ve önemli fiziksel özellikleri Çizelge 5.1' de görülmektedir. Bu minerallerden yoÄŸunlukları 7.0 gr/cm3' ten büyük olanları çok ağır mineraller, küçük olanları ise hafif ağır mineraller olarak tanımlanmaktadırlar (Edwards ve Atkinson, 1986, s. 180). Sülfürlü mineraller, kolay bozundukları için genellikle bu yataklarda bulunmazlar. Yalnızca Prekambriyen' de oksijenin az olduÄŸu devirlerde piritli plaserlerin oluÅŸtuÄŸu, ve çok az sayıda bazı güncel yatakların bulunduÄŸu gözlenmektedir (Evans, 1987).


Çizelge 5.1 : Plaser yataklarda yaygın olarak gözlenen element ve minerallerin önemli özellikleri (Edwards ve Atkinson, 1986, Çizelge 5.2' den)



Plaser yatakların oluşumu için en önemli gereksinim, zenginleşen mineralleri anomali derecesinde içeren bir kaynağın bulunmasıdır. Genellikle bu minerallere kaynak olabilecek oluşumlar iki grupta toplanabilir;
a. Daha önceden oluşmuş ekonomik yataklar (örneğin Kalifornia' daki altın damarları çevredeki plaser tipi yataklara kaynak oluşturmuştur),
b. Kayaçlar içindeki tali mineraller ve kayaç oluşturan minerallerin kendileri (manyetit, ilmenit, monazit ve zirkon gibi).
Bu kaynaklardan özellikle ikincisinde mineraller kayaç içinde işletilebilir zenginlikte olmayıp saçınımlar şeklindedirler. Bu mineraller için kaynak olabilecek olasıl kaynak kayaçlar Çizelge 5.2' de görülmektedir.


Çizelge 5.2 : Plaser yataklardaki mineraller için olasıl kaynak kayaçlar (Edwards ve Atkinson, 1986, Çizelge 5.3' ten).



5.5.3. Plaser Tipi Yatakların Sınıflandırılması
   Plaser tipi yataklar, zenginleÅŸme bölgesine, taşıyıcı ve/veya zenginleÅŸmeye neden olan fiziksel güce baÄŸlı olarak çeÅŸitli kaynaklarda farklı ÅŸekillerde sınıflandırılabilmektedirler (Çizelge 5.3).

Çizelge 5..3 : Plaser yatakların sınıflanması (Evans, 1987; Çizelge 19.2' den).



Ayrıca plaser tipi yataklar,
   - oluÅŸum zamanı bakımından; güncel (genç) ve fosil (yaÅŸlı) plaserler,
   - konumlarına göre; açık ve örtülü plaserler,
   - yataklanma ÅŸekillerine göre; örtü ÅŸekilli, levha ÅŸekilli, merceÄŸimsi ÅŸekilli, cep ÅŸekilli plaserler,   
   - mineral   içeriÄŸine   göre;  tek   mineralli (monomineralik)  ve çok mineralli (polimineralik) plaserler,
   - içerdikleri minerallere göre; altın, kassiterit, elmas plaserleri gibi,
   - zenginleÅŸme durumuna göre; zenginleÅŸmiÅŸ ve zenginleÅŸmemiÅŸ plaserler,
   - minerallerin türediÄŸi kaynakla olan konum iliÅŸkisine göre yerli (otokton) ve taşınmış (allokton) plaserler,
   - oluÅŸum ortamına göre; karasal, geçiÅŸ ve denizel ortam plaserleri gibi
çeşitli sınıflara ayrılabilmektedirler.

Çevrimdışı ozguryolcu

  • FM Yönetici
  • *
  • İleti: 7472
  • Liked: 83
  • İtibar: +16831/-1
  • Cinsiyet: Bay
    • MADENCİLİK FORUM SİTESİ
5.5.4. Kalıntı Tipi  Plaser Yatakları (Fiziksel Kalıntı Tipi Yataklar)
 Bu yataklar zenginleÅŸmenin serbestleÅŸme bölgesinde geliÅŸtiÄŸi plaser tipi yataklardır. TopoÄŸrafyanın düz olduÄŸu bölgelerde oluÅŸmaktadırlar. Bazıları, üzerinde geliÅŸtikleri kaynak kayaca göre hiç bir zenginleÅŸme göstermemektedirler. Bazılarında ise, kimyasal bozunmaya dayanıksız minerallerin kimyasal bozunma ile ortamdan uzaklaÅŸması sonucu kimyasal bozunmaya dayanıklı bazı minerallerin bir miktar zenginleÅŸtiÄŸi gözlenmektedir. Bu tür yataklarda, minerallerin zenginleÅŸmesini saÄŸlayan temel özellik, kimyasal bozunmaya karşı dayanıklılık olup, bazan beril gibi yoÄŸunluÄŸu düşük olan minerallerin de bu yataklarda zenginleÅŸtikleri görülmektedir. Kalıntı tipi plaser yataklar ,yalnızca topoÄŸrafyanın düz olduÄŸu ve kimyasal bozunmanın iyi geliÅŸtiÄŸi yerlerde oluÅŸabilmektedirler. TopoÄŸrafik eÄŸimin yükselmesi ile elüviyal plaser yataklara geçildiÄŸi görülmektedir (Åžekil 5.6). Brezilya ve Uganda'daki karbonatitler üzerinde gözlenen plaser tipi apatit yatakları, bu tipin karakteristik örnekleri olup, niyob, zirkon, baddeleyit, manyetit gibi mineralleri de içermektedirler (Evans,1987; s.249).

5.5.5. Elüvial ve/veya Yamaç Tipi Plaser Yatakları
 Tanesel zenginleÅŸmenin, kaynak kayacın bulunduÄŸu yamacın topoÄŸrafik olarak alçak kesimlerinde geliÅŸtiÄŸi plaser yataklardır. Bu oluÅŸumlar, bozunma bölgesine ve kaynak kayaca çok yakındırlar. Bazı kaynaklarda bu tip plaser yataklar, kaynaÄŸa yakınlıkları ve yamaç üzerindeki konumları bakımından   "elüviyal   (kaynaÄŸa  en  yakın ve yamacın en üst bölgesinde), deliviyal ve/veya talus (yamacın orta kesiminde) ve proluviyal ve/veya colluviyal (yamacın tabanında) plaserler" ÅŸeklinde alt bölümlere ayrılabilmektedirler (Smirnov,1976; s.390-391).



Şekil 5.6: Kalıntı tipi ve elüviyal tip plaser yatakların konumu (Evans, 1987; Şekil 19.1'den)


Bu tip yataklarda, bozunma ürünlerinin yamaç aşağı sürüklenmesi sırasında yerçekimi etkisiyle veya yamaç aşağı akan yağmur sularının etkisiyle, bir miktar zenginleşme de gelişebilmektedir. Bu zenginleşme, kalıntı plaserlere göre daha iyi, ancak tekrarlanmalı zenginleştirme mümkün olmadığından alüvyonal plaserlere göre daha düşüktür. Minerallerin zenginleşmesini, topoğrafik eğim ve iklim koşulları kontrol etmektedir. Özellikle iklim koşullarının ve yağış miktarının daha etkili olduğu düşünülmektedir. Ancak, sıcak ve çok yağışlı iklim koşullarında karaların yoğun bitki örtüsü ile kaplı olması durumunda erozyon çok azaldığı için, bitki örtüsünün az olması durumunda ise erozyon çok arttığı için bu tip plaser yatakların oluşumu zorlaşmaktadır. Elüviyal yatakların en iyi örnekleri olarak Zairedeki Bakwanya elmas yatakları gösterilmektedir (Edwards ve Atkinson, 1986; s.181).
Bazı yerlerde elüviyal plaserlerin taban kayaç içindeki çukurluklarda ve çözünme boşlukları içinde zenginleştikleri görülmekte olup, Malezyadaki mermerler içindeki çukurluklarda kassiterit zenginleşmeleri en tipik örnekleridir.
 
5.5.6. Alüviyal (akarsu yatağı tipi) Plaser Yatakları
Bu tip plaser yataklar, bir akarsu yatağı içinde taneler şeklinde taşınmakta olan malzemenin, akarsuyun hızının azalması nedeniyle çökelmesi sonucu oluşmuş yataklardır (Şekil 5.7). Bu yataklar, en yaygın gözlenen plaser tipi yataklar olup, içinde taşındıkları suyun fiziki gücünün etkisi ile, tekrarlanmalı olarak zenginleşmeler gelişebilmektedir.
Kırıntıların büyük bir kısmının, akarsular içinde, asılı olarak veya tabanda sürüklenerek taşındıkları kabül edilmektedir. Akarsuyun akma hızının çok yüksek olması halinde, akarsu yatağı içinde herhangibir çökelme olmadan, tüm taneler taşınmaya devam edeceklerdir. Akma hızı azalmaya başladığında ise öncelikle yoğunluğu yüksek ve büyük boyutlu taneler, daha sonra ise yoğunluğu yüksek ve küçük boyutlu taneler ile, yoğunluğu az fakat büyük boyutlu taneler, en sonun da ise yoğunluğu az ve küçük boyutlu taneler çökelerek tutuklanacaklardır. Yoğunluğu yüksek, büyük boyutlu tanelerin miktarları çok az olup, daha önceki kısımlarda özellikleri belirtilen plaser mineraller küçük boyutlu ve yoğunluğu yüksek taneler grubunda yer almaktadırlar. Bu grup tanelerin, yoğunluğu düşük ve büyük boyutlu tanelerden ayrılarak, belirli yerlerde tutuklanmaları ile bu yataklarda zenginleşmeler gelişebilmektedir. Birlikte çökelmekte olan bu iki tane grubunun birbirinden ayrılmasında, büyük tanelerin daha geniş olan dış yüzeylerinin, özellikle asılı halden sürüklenir hale geçiş sırasında ve sürüklenme sırasında, akarsuyun fiziki gücü için daha geniş bir temas yüzeyi oluşturmasının etkili olduğu düşünülebilir.


Akarsu yatakları içinde plaser minerallerin zenginleşmeleri;
i. Hızlı akan akarsuların tabanında çıkıntılar yapan, sertliği yüksek ara bandların bulunduğu yerlerde (Şekil 5.7a),
ii. Akarsu yatağı içinde su düşmelerinin gözlendiği yerlerde (Şekil 5.7b),
iii. Ana akarsu yatağına yan kolların karıştığı yerlerde (Şekil 5.7c),
iv. Hızlı akan menderesli akarsu yataklarında, kıvrımların dış kısımlarında, akış hızının yükselip tekrar azaldığı yerlerde (Şekil 5.7d),
v. Akarsu yataklarının eğimlerinin ve dolayısıyla akış hızlarının azaldığı yerlerde gelişebilmektedir.
Diğer yandan, akarsuların akış hızlarının çok yüksek olduğu genç dönemlerinde ve akış hızlarının çok azaldığı yaşlı dönemlerinde plaser yatakların oluşumu ve zenginleşmesi mümkün olamamaktadır.
Oluşan plaser yatakların korunabilmeleri için, üzerlerinin örtülmesi veya akarsu yatağı içinde akış rejiminin yatağın aşınarak yok olmasına neden olacak derecede değişmemesi gereklidir. Akarsu yatağının profili boyunca erozyon taban seviyesinin değişmesi, iklimsel değişiklerin gelişmesi ve kaynak bölgesinin topoğrafik olarak yükselmesi gibi durumlarda bu yataklar aşınarak yok olabilmektedirler.
Dünya kalay üretiminin büyük bir bölümünün yapıldığı, Brezilya ve Malezya' daki kalay plaserlerinin çoÄŸunluÄŸu, bu tip plaser yataklardır. 




Şekil 5.7: Bir akarsu yatağı boyunca alüviyal tip plaser yatakların oluşabileceği olasıl mineral zenginleşme yerleri ; a- akarsu yatağı içindeki sert çıkıntılar, b- çağlayan tabanlarındaki oyuklar, c- yan kolların ana yatağa bağlandığı yerler, d- menderes tipi kıvrımlı yerlerde akarsu hızının değiştiği yerler (Evans, 1987; Şekil 19.2 - 19.5' ten değiştirilerek).


5.5.7. Plaj (sahil kumu) Tipi Plaser Yatakları
Bu tip plaser yataklar, bir sulu ortamın (deniz veya göl) kıyısında, gerekli özelliklere sahip minerallerin taneler şeklinde tutuklanmaları ve zenginleşmeleri sonucu oluşmuş yataklardır. Bu tip plaser yataklar için, akarsularca karalardan taşınan taneli malzemeler, kıyıda yüzeyleyen ağır mineral içeriği yüksek kayaçlar veya kıyıda yüzeyleyen cevherleşmeler kaynak olabilmektedirler.
Sulu ortamın kıyısında biriken malzemelerde, dalgaların, akıntıların, Ay'ın çekim etkisi ile oluşan gel-git olaylarının, esen rüzgarların ve fırtınaların etkisi ile önemli miktarda tekrarlanmalı zenginleşmelerin geliştiği gözlenmektedir. Kırılan dalgalar, karaya doğru ilerlerken hızları yüksek olduğundan önemli miktarda malzemeyi karaya doğru taşırlar ve hızlarının azalması ile bu malzemeyi toplu halde çökeltirler. Bu sırada dalga ile gelen su, bir miktar ilerler ve daha sonra geriye doğru akmaya başlar. Bu geriye akış sırasında, daha önce toplu halde çökeltilen malzeme, tane büyüklüğü ve yoğunluk farkına bağlı olarak ayrımlanmaya tabi tutulur. Bu olay, geri yıkama olarak bilinmekte olup, iri çakıllar ve yoğunluğu yüksek küçük boyutlu taneler kara tarafında kalırken, yoğunluğu düşük ve küçük boyutlu taneler açık su tarafına doğru taşınmaktadır. Bu yataklarda plaser mineraller, iri çakıllar içinde zenginleşmekte ve yatak çevresindeki çökellerde ters boylanma gözlenmektedir.
Bölgede gelişecek gel git olayları, dalga hareketlerinin etkisiyle gelişen ayrımlanmayı daha da artırmakta, ayrıca özellikle dalga hareket doğrultusu ile açı yapacak şekilde gelişen akıntılar, rüzgar ve fırtınalar ise ayrımlanmaya ikinci bir bileşke kuvvet şeklinde etki ederek zenginleşmeyi artırmaktadır.
Oluşan plaserlerin erozyondan korunabilmesi için, ya çok miktarda malzeme taşınarak üzerlerinin örtülmesi veya deniz suyu seviyesinin, bu malzemelerin dalga hareketlerinin etkisinden kurtulabileceği kadar alçalması gerekmektedir. Bir sahil boyunca, farklı zamanlarda oluşmuş plaser yataklar, oluşum zamanlarındaki deniz suyu seviyesine bağlı olarak farklı seviyelerde oluşmuş zenginleşmeler şeklinde gözlenmektedirler.
Bu tip plaser yatakların tipik örnekleri arasında, Alaska'daki Nome altın plaserleri, Namibya'daki elmas plaserleri, Hindistan'daki Travencore ve Quilon rutil plaserleri, Avustralya kıyılarındaki rutil, zirkon ve ilmenit plaserleri, Yeni Zelanda'nın Kuzey Adası' ndaki manyetit plaserleri sayılabilmektedir (Evans, 1987; s-252).

5.5.8. Kıyı Ötesi (Denizel) Plaser Yatakları
Bu tip plaser yatakları, kıta yokuşu ve/veya kıtasal şelf ortamı olarak tanımlanan ortam içinde, kıyıdan 5 km uzaklığa kadar olan kesimde gözlenmektedir. Esas olarak, daha önce karasal ortamlarda veya sahil kumları içinde oluşmuş plaser yatakların, su altında kalmış örnekleri olarak görünmektedirler. Örneğin; Yeni Zelanda' daki Otago kıyısı açıklarındaki plaj plaserlerinin günümüzde deniz suyu altında kaldıkları düşünülmektedir. Ayrıca bu tipte oluşmuş; Tayland, Endonazya ve Ingiltere kıyılarında kalay plaserleri, Namibya'da elmas plaserleri, B.D.T.(S.S.C.B)' de ve Alaska' da altın plaserleri bilinmektedir. Bazı yerlerde, kıyı ötesi akıntıların plaser minerallerinin yeniden dağıtılmasına ve zenginleştirilmesine neden oldukları da düşünülmektedir.

5.5.9. Rüzgar Tipi (çöl) Plaser Yatakları
Bu tip plaser yataklar, taneli malzemenin rüzgarların etkisi ile taşınması ve yoğunluğu yüksek olan minerallerin zenginleşmesi şeklinde oluşmuş yataklardır. Yaygın olarak çöl ortamlarında gözlenirler. Çöl ortamlarında, rüzgar hızına bağlı olarak taneler yoğunluklarına ve tane boylarına göre çok iyi bir şekilde ve tekrarlanmalı olarak ayrılabilmektedirler (Şekil 5.8).
Yoğunluğu yüksek olan mineraller, genellikle kum yığınlarının rüzgarın geldiği taraflarındaki az eğimli yüzeyin uç kesimlerinde veya rüzgar doğrultusuna dik olan yüksekliklerin önünde zenginleşmektedirler.
Bu tip plaser yatakların en önemlileri, sahil plaserlerinin rüzgar etkisi ile yeniden zenginleştiği plaser yataklar olup, Yeni Zelanda' nın Kuzey Adası kıyılarındaki sahil kumları içinde oluşmuş manyetit yatakları en tipik örnekleri olarak düşünülmektedir. Bu yataklarda 1 milyar tondan daha fazla titanomanyetit eşdeğeri rezerevin bulunduğu tahmin edilmektedir (Evans, 1987; s-253).



Şekil 5.18: Rüzgarların etkisi ile çöl tipi plaserlerin oluşumu (Simirnov, 1976; Şekil 220' den).

5.5.10. Buzul Tipi  Plaser Yatakları

Buzul kütlelerinin, özellikle vadi buzullarının, önemli miktarda malzeme taşıdıkları bilinmektedir. Katı buzul kütleleri içinde taşınan malzemelerin, tane büyüklüklerine ve/veya yoğunluklarına göre ayrılmaları ve ekonomik değeri olan minerallerin zenginleşmeleri mümkün olamamaktadır. Ancak, buzulların erimesi sonucu oluşan akarsuların, buzul içinden serbestleşen kırıntıları bir miktar daha taşıdıkları ve kısmen bir ayrımlanma ve zenginleşme sağladıkları görülmektedir. Bu tip plaserler ekonomik açıdan fazla önemli değillerdir.

5.5.11. Paleo Plaser Yataklar
Plaser yatakların büyük çoÄŸunluÄŸu, genç ve/veya güncel sedimanlar içinde, gevÅŸek dokulu yığışımlar halindedirler. Bu yatakların tüm jeolojik devirlerde oluÅŸmaları mümkün ise de, yaÅŸlı sedimanter kayaçlar içinde gözlenmemeleri, genellikle karasal ve/veya geçiÅŸ ortamlarında oluÅŸan bu yatakların, aşınarak yok oldukları ÅŸeklinde düşünülmektedir. Ancak az sayıda da olsa, eski jeolojik devirlerde oluÅŸmuÅŸ ve taÅŸlaÅŸmış plaser yataklar da bilinmektedir. Bunların en tipik örnekleri, Güney Afrika'daki Witwatersrand altın plaserleri ve Kanada'daki Blind River uranyum plaserleridir. 
Her iki yatak ta, akarsuların bir sulu ortama boşaldığı yerlerde oluşmuş, deltalar ve/veya alüvyon yelpazeleri içinde zenginleşmişlerdir. Bu yataklarda, altın ve uranyumun yanısıra, bir miktar taneli pirit te bulunmakta olup, oksidan koşullarda uraninit ve piritin tanesel olarak taşınması mümkün olmadığından, oluşumları sırasında atmosferin oksijeninin az olduğu düşünülmektedir.

5.5.12. Plaser Yatakların Büyüklükleri ve Tenörleri
Kalıntı ve elüviyal tip plaser yataklar, genellikle küçük boyutlu iken, sahil plaserleri büyük boyutlara ulaşabilmektedir. Ayrıca, alüviyal ve sahil plaserleri, tekrar tekrar zenginleşebilmeleri nedeniyle, kalıntı ve elüviyal plaserlere göre daha zengin olmaktadırlar. Zenginleşme yeri ve süreci ne olursa olsun, tüm plaser yatakların işletilmekte olan diğer tip yataklara göre daha düşük tenörlü oldukları görülmektedir. Ancak, kazı ve diğer işletme masraflarının düşük olması nedeniyle, ekonomik olarak üretim yapılabilmektedir. Bir örnek vermek gerekirse, kalay üretiminde sert kaya madenciliğinde minimum ekonomik tenör % 1-1.5 Sn iken, plaser yataklarda % 0.15 Sn' ye kadar düşmektedir. Ayrıca plaser yatak madenciliğinde kullanılan işletme metodlarına göre de, minimum ekonomik tenörler değişmekte olup, Endonezya' daki kalay işletmelerinde 1983 yılında yapılan üretimlerde min. ekonomik Sn tenörlerinin olağan açık işletme yönteminde 0,41 kg/m3, çakıl pompalama yönteminde 0.18 kg/m3, dredging tarama yönteminde ise 0.14 kg/m3 olduğu görülmektedir (Edwards ve Atkinson, 1986; s.180).

Çevrimdışı ozguryolcu

  • FM Yönetici
  • *
  • İleti: 7472
  • Liked: 83
  • İtibar: +16831/-1
  • Cinsiyet: Bay
    • MADENCİLİK FORUM SİTESİ
5.6. Yüzeysel Koşullarda Oluşmuş Maden Yataklarının Iklim Koşullarına Bağlı Dağılımı
Daha önce belirtildiği gibi, yüzeysel koşullarda iklimin etkisi çok büyük olup, yağış miktarı, sıcaklık ve bitki örtüsü şeklinde kendini göstermektedir. Yağış miktarı, suyun bolluğunu kontrol ederken sıcaklık, kimyasal bozunmanın derecesini belirlemektedir. Bol yağışlı ve soğuk iklim koşullarının gözlendiği yerlerde (buzul ve tundra iklimi) fiziksel enerji yüksek iken, bol yağışlı ve sıcak yerlerde (tropikal iklim) kimyasal enerji hakim olmaktadır. Sıcak fakat az yağışlı yerlerde ise (kurak-çöl iklimi) gece ve gündüz arasında sıcaklık farkının fazla olması nedeniyle ve rüzgarların da etkisiyle fiziksel dağılma hakim gözükmektedir.
Yüzeysel koşullarda, iklim kontrolünde oluşmuş önemli yatak tipleri Şekil 5.9' da gösterilmeye çalışılmış olup;
i. Bol yağışlı, soğuk ve ılık iklim bölgelerinde plaser yatakların,
ii. Bol yağışlı ve sıcak iklim bölgelerinde, kimyasal kalıntı tipi (Al ve Fe) yatakların,
iii. Sıcak bölgelerdeki sulu ortamlarda, kimyasal sedimanter (oolitik, resifal ve red-bed tipi Fe, Pb-Zn, Cu yat. gibi) yatakların,
iv. Uzun süreli buzul dönemlerinde, buzul plaserlerinin,
v. Atmosferin oksijeninin az olduğu dönemlerde, bantlı demir yataklarının oluştuğu görülmektedir.



Şekil 5.9: Çeşitli iklim koşullarına bağlı olarak oluşabilecek maden yatakları (Wopfner ve Schwarzbach, 1976'dan).


5.7. Mikrobiyolojik Süreçlerin ve Organik Maddelerin
       Etkisiyle Maden Yataklarının OluÅŸumu
5.7.1. Olasıl Etki Şekilleri

Mikroorganizmalar düşük sıcaklıklarda, aşağıda sıralanan yollarla cevherleşmelerin oluşumuna etki edebilmektedirler (Trudinger, 1976 ve Saxby, 1976).
i. Minerallerin yapısında bulunan elementleri biriktirerek,
ii. Bazı iyonları üreterek ve/veya iyonik durumlarını değiştirerek,
iii. Ortamın fizikokimyasal koşullarını değiştirerek,
iv. Organik artıkları ile değişik şekillerde.
Bazı kaynaklarda mikrobiyolojik süreçler ve organik maddelerin etkileri ayrı ayrı incelenmekle birlikte, birbirinden ayırmak genellikle mümkün olamamaktadır. Organik maddece zengin şeyller içinde gözlenen, bazı eser element zenginleşmeleri, biyolojik süreçlerin ve organik maddelerin cevherleşmelerin oluşumunda etkili olduklarını düşündüren en tipik örnekleridir.

5.7.2. Elementlerin Biriktirilmesi Åžeklinde Etki

Mikroorganizmaların genellikle seyreltik çözeltilerden pek çok elementi zenginleştirme yetenekleri bulunmaktadır. Bu biriktirme bazı elementler için oldukça büyük oranlara çıkabilmektedir (Çizelge 5.4). Elementlerden bazıları bu organizmalar için besleyici oldukları için, bazıları ise organik maddelerle kompleks oluşturma yetenekleri bulunduğu için organizmaların bünyesinde zenginleşmektedir. Bu tür zenginleşmelerin en tipik örneklerinden birisi, diatome ve radiolaryalarca deniz suyundan silisin alınarak iskeletlerinde biriktirilmesi olup, her yıl milyonlarca tonluk silisin ayrılması ve ileride taşlaşarak diatomit ve radiolaritlerin oluşacağı silisce zengin çamurların oluşması sözkonusudur. Ayrıca fosfat bakımından da önemli bir zenginleşme gözükmektedir.
Zenginleştirme faktörlerinin yüksek olmasına karşın, mikroorganizmalarda eser elementlerin zenginleşen miktarları fazla değildir. Ayrıca organizmaların ölümünden sonra bu elementlerin bir kısmının tekrar su içinde cözülmesi söz konusu olabilmektedir.


Çizelge 5.4: Denizel bitkilerde önemli miktarda zenginleÅŸebilen elementler (Trudinger, 1976'dan;  Italik simgeli elementlerin fizyolojik olarak önemli olduÄŸu düşünülmektedir)



5.7.3. Organizmalarca Iyon Üretimi ve/veya Iyonik Durumların Değiştirilmesi Şeklinde Etki
   Kükürt bakterilerinin deniz suyu içindeki sülfatın yapısında buluna (6+) deÄŸerlikli kükürt iyonlarını indirgeyerek (2- ) deÄŸerlikli kükürt iyonlarını üretmesi, bitkilerin fotosentez sırasında O2 üretmesi  organizmalarca kükürt üretiminin en tipik örnekleridir. Üretilen biyolojik kükürt sülfürlü minerallerin oluÅŸumunda, oksijen ise oksitli minerallerin oluÅŸumu ve çökelmesinde etkili olmaktadır.

5.7.4. Ortamın Fizikokimyasal Koşulların Değiştirilmesi Şeklinde Etki
Mikroorganizmaların solunum ve fermantasyonu sırasında gelişen reaksiyonlar ortamın fizikokimyasal koşullarını değiştirebilmektedir. Örneğin alg ve bakterilerin ortamın pH ve CO2 basıncını ayarlayarak CaCO3 çökelimini kontrol ettikleri bilinmektedir. Ayrıca oksijen tüketimi nedeniyle ortamın Eh'ını indirgenleştirdiği ve elementlerin değerliklerini etkiledikleri ve indirgen koşullarda çökelen elementlerin (U6+ ---> U4+) zenginleşmesini sağladıkları düşünülmektedir. Ayrıca bantlı demir yataklarının deniz suyu içinde mikroorganizmalarca üretilen oksijenin etkisi ile oluştukları bilinmektedir.

5.7.5. Organik  Artık Maddelerin ÇeÅŸitli Etkileri
Canlı organizmaların kuru ağırlıklarının % 50 kadarı karbon olup, protein, lipid, karbonhidrat ve nükleik asit gibi moleküller halindedir. Bu organik maddelerin büyük bir kısmı denizel fitoplanktonlarca fotosentez sırasında üretilmektedir. Çoğu organik maddeler, kolayca CO2 ve suya dönüşmektedirler. Ancak bazıları su içinde organik kompleksler şeklinde çözülü olarak kalabilmektedirler. Bu sırada bir kısmı da sedimanlarla birlikte çökelmektedirler. Indirgen ortam çökelleri içinde organik madde miktarı % 25 ' e kadar çıkabilmektedir.
 Organik maddeler, bir yerde birikirken içerdikleri metaller de onlarla birlikte birikirler. Ancak, daha önce belirtildiÄŸi gibi, bu ÅŸekilde önemli bir zenginleÅŸme beklenmemektedir. Organik madeler, metal-organik kompleks bileÅŸikleri oluÅŸturarak önemli miktarda metal zenginleÅŸmesi saÄŸlayabilmektedir. Bu bileÅŸikler, ya sedimantasyon sırasında doÄŸrudan çökelerek veya kil mineralleri üzerine adsorplanarak çökelebilirler. Ayrıca yaÅŸayan canlılar, bu organik komplekslerin parçalanmasını saÄŸlayarak, metal çökelmesini hızlandırabilirler. Metal-organik bileÅŸiklerin oluÅŸumu, minerallerin yüzeysel koÅŸullarda bozunmaları sırasında da gözlenmekte olup, hümik malzemeler içindeki amino asitlerin Cu, Al, Fe, Zn ve Pb gibi metallerin taşınmasında etkili oldukları belirtilmektedir.
 Organik maddelerin bir baÅŸka etkisi ise, metalleri dış yüzeylerinde adsorplamalarıdır. Metal iyonları, organik maddeler üzerine zayıf veya kuvvetli baÄŸlarla baÄŸlanabilmektedir. Organik maddelerin çökelmesi sırasında, üzerlerinde baÄŸlı olan metal iyonları da çökelerek tutuklanmaktadır.
Sedimanlar içinde tutuklanmış organik maddeler, su içinde çözülü iyonlarla reaksiyona girerek, onların çökelmelerini sağlayabilirler. Bu etki, indirgen koşulların sağlanması veya metal-organik bileşiklerin oluşumu şeklinde gelişebilir. Ayrıca, daha sonra, organik maddelerin bozunarak, metallerin serbestleşmesi ve yeni mineralleri oluşturmaları da mümkündür.

Tags: