Maden Yatakları Ders Notları

22.02.2010 - 17:06

Maden jeolojisi biliminin tanımı:

Uygulamalı jeolojinin en önemli kollarından biri olan ekonomik jeoloji yerküresini teşkil eden ve ekonomik olarak yararlanılabilen doğal maddelerin bilinmesini ve bulunmasını amaç edinmiştir.

Yerküresini oluşturan mineral toplulukları, kömür, petrol ve hatta su gibi doğal gereçlerden ekonomik olarak yararlanılabilenlere “Maden” adı verilir.

Maden jeolojisi, kömür jeolojisi, petrol jeolojisi ve su jeolojisi (hidrojeoloji) ekonomik jeolojinin dallarını teşkil eder. Buradan da anlaşılacağı gibi Maden Jeolojisi deyimi sadece ekonomik değere sahip mineral topluluklarını inceleyen bilim dalı olarak kullanılmaktadır.

Metal elde edilen mineral toplulukları Metalik Maden Jeolojisi’nin, diğerleri metalik olmayan maden jeolojisinin veya daha çok kullanılan deyimiyle Endüstriyel Hammaddeler Jeolojisi‘nin kapsamına girer. Bu derste metalik maden jeolojisi ve endüstriyel hammaddeler jeolojisi bir arada ele alınacaktır.

Tarihçe:

İnsanlar odun, kemik, deniz hayvanlarının kabuğu gibi gereçlerden sonra taş devrinde sileks, obsidiyen ve kil gibi anorgonik maddelerden de yararlanmayı öğrenmişler, bu maksatla kuyular, galeriler açmışlardır. Daha sonra doğadaki olayları gözleyerek nabit metallerin ve bazı minerallerin eriyebildiklerini öğrenmişler ve buna paralel olarak alivyonlardan itibaren bazı nabit metalleri elde etmeye başlamışlardır.

İlk kullanılan metal M.Ö. 12000 yıllarında altın olmuştur. İnsanlar aynı devirlerde bakır ve kalay unsurlu mineralleri eriterek, bronz yapmaya başlamışlardır. Bakır ve demir 'in elde edilmesi daha geç olmuştur. Demir’in ilk defa M.Ö. 1500 yılarında Anadolu‘da Hitit’ler tarafından kullanılmış olduğu ileri sürülmüştür. Daha sonrada Anadolu ’da eski Yunanlılar, Romalılar, Ermeniler, Cenevizliler, Ruslar ve İngilizler altın, gümüş, demir, bakır, kurşun ve civa gibi unsurları işletmişlerdir. 19. Asrın sonları ile 20. Asrın başları Anadolu’da yeni yatakları bulunup işletile bilmesi bakımından büyük önem taşır. Zonguldak kömür yatakları, Dursunbey krom yatakları, İzmir dolaylarındaki civa, antimuan ve zımpara taşı yatakları bu dönemde bulunmuştur.

Cumhuriyet döneminde madencilikte uğraşan Sümerbank, MTA, Etibank; TPAO ve TKİ kurumları kurulmuştur. Maden arama işlemleri bilhassa MTA (1935) tarafından yürütülmektedir.

Maden jeolojisi ile ilgili terimleri:

Metal: Metalik parıltılı, ısı ve elektriği iyi geçiren, iyonizasyon enerjileri düşük, kolayca oksitlenerek pozitif iyonlar verebilen unsurlardır. Doğada mevcut 92 unsurdan çoğu metaldir. Örneğin; Fe, Cu, Pb, Zn, Cr, Ni, ....... Metal olmayan unsurlar ise şunlardır: H, He, B, C, N, O, F, Ne, Si, P, S, C, Ar, As, Se, Br, Kr, Te, I, Xe, At, Rn.
Faydalı Mineral: Yeterli miktarda olduğunda ekonomik bir değer taşıyan mineraldir. Cevher minerali deyimiyle de adlandırılır.

Cevher: Bir veya daha fazla çeşit faydalı mineral içeren ve ekonomik bir önem taşıyan doğal bir kayaçtır. Sadece faydalı minerallerden müteşekkil olabileceği gibi gang mineralleri de içerebilir.

Maden: Farklı anlamlarda kullanılır;

a) Metal kelimesiyle eş anlamda,
b) Cevher kelimesiyle eş anlamda,
c) Cevher çıkartmak için yapılan işletme anlamında. işletme açık veya kapalı olabilir. Küçük işletmeler için maden ocağı deyimi kullanılır.

Linkback: https://www.buyuknet.com/maden-yataklari-ders-notlari-t21025.0.html

08.10.2010 - 17:31

MADEN JEOLOJİSİ BİLİMİNİN TANIMI

Uygulamalı jeolojinin en önemli kollarından biri olan ekonomik jeoloji yerküresini teşkil eden ve ekonomik olarak yararlanılabilen doğal maddelerin bilinmesini ve bulunmasını amaç edinmiştir.
Yerküresini oluşturan mineral toplulukları, kömür, petrol ve hatta su gibi doğal gereçlerden ekonomik olarak yararlanılabilenlere “Maden” adı verilir.
Maden jeolojisi, kömür jeolojisi, petrol jeolojisi ve su jeolojisi (hidrojeoloji) ekonomik jeolojinin dallarını teşkil eder. Buradan da anlaşılacağı gibi Maden Jeolojisi deyimi sadece ekonomik değere sahip mineral topluluklarını inceleyen bilim dalı olarak kullanılmaktadır.
Metal elde edilen mineral toplulukları Metalik Maden Jeolojisi’nin, diğerleri metalik olmayan maden jeolojisinin veya daha çok kullanılan deyimiyle Endüstriyel Hammaddeler Jeolojisi‘nin kapsamına girer. Bu derste metalik maden jeolojisi ve endüstriyel hammaddeler jeolojisi bir arada ele alınacaktır.

TARİHÇE

İnsanlar odun, kemik, deniz hayvanlarının kabuğu gibi gereçlerden sonra taş devrinde sileks, obsidiyen ve kil gibi anorgonik maddelerden de yararlanmayı öğrenmişler, bu maksatla kuyular, galeriler açmışlardır. Daha sonra doğadaki olayları gözleyerek nabit metallerin ve bazı minerallerin eriyebildiklerini öğrenmişler ve buna paralel olarak alivyonlardan itibaren bazı nabit metalleri elde etmeye başlamışlardır.
İlk kullanılan metal M.Ö. 12000 yıllarında altın olmuştur. İnsanlar aynı devirlerde bakır ve kalay unsurlu mineralleri eriterek, bronz yapmaya başlamışlardır. Bakır ve demir 'in elde edilmesi daha geç olmuştur. Demir’in ilk defa M.Ö. 1500 yılarında Anadolu‘da Hitit’ler tarafından kullanılmış olduğu ileri sürülmüştür. Daha sonrada Anadolu ’da eski Yunanlılar, Romalılar, Ermeniler, Cenevizliler, Ruslar ve İngilizler altın, gümüş, demir, bakır, kurşun ve civa gibi unsurları işletmişlerdir. 19. Asrın sonları ile 20. Asrın başları Anadolu’da yeni yatakları bulunup işletile bilmesi bakımından büyük önem taşır. Zonguldak kömür yatakları, Dursunbey krom yatakları, İzmir dolaylarındaki civa, antimuan ve zımpara taşı yatakları bu dönemde bulunmuştur.
Cumhuriyet döneminde madencilikte uğraşan Sümerbank, MTA, Etibank; TPAO ve TKİ kurumları kurulmuştur. Maden arama işlemleri bilhassa MTA (1935) tarafından yürütülmektedir.

MADEN JEOLOJİSİ İLE İLGİLİ TERİMLERİ

Metal: Metalik parıltılı, ısı ve elektriği iyi geçiren, iyonizasyon enerjileri düşük, kolayca oksitlenerek pozitif iyonlar verebilen unsurlardır. Doğada mevcut 92 unsurdan çoğu metaldir. Örneğin; Fe, Cu, Pb, Zn, Cr, Ni, ....... Metal olmayan unsurlar ise şunlardır: H, He, B, C, N, O, F, Ne, Si, P, S, C, Ar, As, Se, Br, Kr, Te, I, Xe, At, Rn.
Faydalı Mineral: Yeterli miktarda olduğunda ekonomik bir değer taşıyan mineraldir. Cevher minerali deyimiyle de adlandırılır.
Cevher: Bir veya daha fazla çeşit faydalı mineral içeren ve ekonomik bir önem taşıyan doğal bir kayaçtır. Sadece faydalı minerallerden müteşekkil olabileceği gibi gang mineralleri de içerebilir.

Maden: Farklı anlamlarda kullanılır;
a) Metal kelimesiyle eş anlamda,
b) Cevher kelimesiyle eş anlamda,
c) Cevher çıkartmak için yapılan işletme anlamında. işletme açık veya kapalı olabilir. Küçük işletmeler için maden ocağı deyimi kullanılır.

Ham cevher veya brüt cevher veya tuvenan cevher: Cevherin madenden (işletmeden) çıkarılmış olduğu andaki doğal şeklidir.

Gang veya Kısırtaş: Cevher içerisindeki ekonomik değeri olmayan kısım veya kayaca verilen addır.
Steril: Gang ile eş anlamda kullanılır.Aynı zamanda günün koşuları altında ekonomik önemi olmayan mineral kütlelerini de ifade eder.
Yan kayaç veya yan taş: Cevher kütlesinin hemen yanındaki kayaçtır. Saçınım veya stokverk şeklindeki cevherleşmeler için, cevherleşmenin içinde bulunduğu kayaçtır.

Maden yatağı: Ekonomik ve teknik olarak işletilebilir cevherli bir kütleyi ifade eder.
Zuhur veya mineralizasyon veya mineralize zon: Etrafındaki kayaçlara oranla faydalı minerallerin derişik halde bulunduğu yerlerdir. Bir zuhurun maden yatağı teşkil edip etmeyeceği incelemelerle anlaşılır.
Belirti: Herhangi bir faydalı mineralin varlığı.

Tenör: Cevherin içerisindeki faydalı mineral, bileşim veya metal oranını belirtir. Ağırlık olarak , gr/ton veya gr/m3 şeklinde ifade edilir.
Sınır tenör veya Limit tenör: Kendinden daha düşük bir tenörle işletmenin yapılamayacağını tenördür.
Klark: Bir elementin yerkabuğundaki ortalama yüzdesidir. Goldschmidt ‘e (1954) göre O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K ve Mg elementinin klarklarının toplamı %98,59 ’dur.
Konsantrasyon: Tenörü, yerkabuğundaki ortalama yüzdesine (klarkına) göre daha yüksek olan bir faydalı mineralin, bileşimin veya elementin (metalin) birikimini ifade eder.
Konsantrasyon Klarkı: Bir elementin (metalin işletilebilmesi için, klarkına oranla kaç defa zenginleşmiş olması gerektiğini belirtir.
Konsantrasyon Klarkı: Sınır Tenörü / Klark

Rezerv: Cevher kütlesinin ton veya metreküp olarak miktarıdır. Bazı hallerde toplam kütle içindeki faydalı mineral, bileşim veya metal miktarı içinde rezerv deyimi kullanılır.
Görünür rezerv: Üç boyutu ile belirlenmiş cevher kütlesi için kullanılır.
Muhtemel rezerv: İki boyutu ile belirlenmiş, üçüncü boyutu tahmin edilen cevher kütleleri için kullanılır.
Mümkün rezerv: Boyutları belirlenmemiş ve varlığı ancak ümit edilelen cevher kütlesi veya kütleleri için kullanılır.
Potansiyel: Varlığı belirlenmiş olmakla beraber işletmesi teknik ve ekonomik nedenlerle günün koşulları altında olanaksız olan, ancak ileride işletilebilecek cevher kütlesinin miktarını belirtir.
Metallojeni: Cevherleri mineralojik, petrografik ve jenetik yönden inceleyen bilim dalıdır.

Maden provensi: Benzer özellikteki maden yataklarının birbirlerine yakın olarak bulundukları arazi parçasıdır.
Örneğin; Doğu Karadeniz Cu, Pb, Zn, Mn provensi, Elazığ- Hakkari Cr, Cu provensi.
Parajönez: Belli bir maden yatağında, benzer kökenli minerallerin gruplanmasıdır.
Süksesyon: Minerallerin oluşum sırasıdır.
Senjenetik veya Eşoluşumlu: Cevher kütlesinin veya cevher minerallerinin içinde bulundukları yan kayaçla aynı zamanda ve benzer koşullarda olduğunu belirtir.
Epijenetik veya Ardoluşumlu: Cevher kütlesinin veya cevher minerallerinin içinde bulundukları yan kayaçtan sonra ve farklı koşullarda olduğunu belirtir.

İç kökenli veya Endojen veya Hipojen: Oluşum nedenlerinin yerküresinin iç olaylarına bağlı olduğunu belirtir. Mağmatizmaya ve metamorfizmaya bağlı maden yatakları iç kökenlidir.
Dış kökenli veya Ekzojen veya Süperjen: Oluşum nedenlerinin yerküresinin dış olaylarına bağlı olduğunu belirtir. Tortullaşmaya, atmosferik etkenlerle ayrışmaya, taşınmaya bağlı maden yatakları dış kökenlidir.
Ante: Önce.
Örneğin; Antetektonik: Tektonizma öncesi.
Post: Sonra.
Örneğin; Posttektonik: tektonizma sonrası.
Zonalite: Belli özelliklerin kuşaklar halinde bulunmasıdır.

MADEN YATAKLARI NIN SINIFLANDIRILMASI

Maden yataklarının sınıflandırılması, benzer özellikteki cevherleşmeleri bir grup içinde toplamaktan ibarettir. Çeşitli yazarlar farklı kriterlere göre değişik sınıflamalar yapmışlardır. Bunlardan bazıları aşağıda verilmiştir.

1) Cevherlerin kullanıldıkları yere göre: (Lilley’den, 1936, değiştirerek)

a) Metaller: Fe cevheri, Cu cevheri, Pb cevheri ....
b) Yakıtlar: Kömür, Petrol, Doğalgaz, ....
c) Yapım malzemeleri: Kum, çakıl, taşlar, çimento malzemesi,....
d) Kimya maddeleri: Tuz, kükürt, barit, ....
e) Gübre maddeleri: Fosfat, potas tuzları, glokonit, ....
f) Seramik maddeleri: Kil, silis, feldspat, ....
g) Refrakter maddeler: Asbest, grafit, manyezit, ....
h) Aşındırıcı maddeler: Korendon, gröna, elmas, ....
ı) İletken olmayan maddeler: Asbest, mika, ....
j) Boya maddeleri: Okr, kil, Diatomit, barit; ....
k) Kıymetli ve yarı kıymetli taşlar: Elmas, zümrüt, yakut, ....

2) Element gruplarına göre: Burada sadece Smirnov’un (1976) metalik elementler için ayırdığı gruplar verilecektir.

a) Demir grubu metaller: Fe, Ti, Cr, Mn.
b) Açık renkli metaller: Al, Li, Be, Mg.
c) Demirsiz metaller: Cu, Zn, Pb, Sb, Ni.
d) Nadir metaller: W, Mo, Sn, Co, Hg, Bi, Zr, Cs, Nb, Ta.
e) Asil metaller: Au, Ag, Pt, Os, Ir.
f) Radyoaktif metaller: U, Th, Ra.
g) Dağınık elementler: Sc, Ga, Ge, Rb, Cd, İn, Hf, Re, Te, Po, Ac.
h) Nadir toprak elementleri: La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tu, Yb, Lu.

3) Jeolojik Sınıflamalar: En çok kullanılan bu sınıflamalar jeolojik olaylara ve jenetik faktörlere göre yapılmıştır. Kullanacağımız sınıflama (ROUTHIER, 1985,değiştirerek) bu çeşittir.

A) DIŞ KÖKENLİ YATAKLAR

1) Yüzeysel ayrışma olaylarına bağlı yataklar
1.a) Kalıntı yatakları
1.b) Oksidasyon sementasyon zonu yatakları
2) Kırıntı yatakları
3) Tortullaşmaya bağlı yataklar

B) İÇ KÖKENLİ YATAKLAR

1) Plütonizmaya bağlı yataklar
1.a) Granitlere bağlı yataklar
1.a.a) Pegmatitik yataklar
1.a.b) Pnömatolitik yataklar
1.a.c) Pirometasomatik yataklar1.a.d) Hidrotermal yataklar
1.b) Nefelinli siyenit ve karbonatitlere bağlı yataklar
1.c) Gabro ve peridoditlere bağlı yataklar

2) Volkanizmaya bağlı yataklar

3) Metamorfizmaya bağlı yataklar

Routher (1958) maden yataklarının ‘Tip’lere ayrılmasını önermektedir. Burada ‘tip’ deyimi, doğa birimlerindeki en dar kapsamlı grup olan ‘cins’ deyimine tekabül etmektedir.
Böylece incelenebilecek bütün özellikler dikkate alınacak ve maden yatağının bir çeşit fişi çıkarılacaktır. Bütün özellikleri birbirlerinin aynı olan iki maden yatağı aynı tipte sayılacaktır.

4) Niggle’nin Maden Yatakları Sınıflaması
I- Plütonik ve İntrüzif
A- Ortamağmatik
1. Elmas, Platin-Krom
2. Titan-Demir-Nikel-Bakır
B- Pnömatolitik-Pegmatitik
1. Ağır Metaller, Alkali Toprak Elementleri, Fosfor-Titan
2. Silisyum-Alkali-Fluor-Bor-Kalay-Molibden-Tungsten
3. Turmalin-Kuvars Birliği
C- Hidrotermal
1. Demir-Bakır-Altın-Arsenik
2. Kurşun-Çinko-Gümüş
3. Nikel-Kobalt-Arsenik-Gümüş
4. Karbonatlar, Oksitler, Sülfatlar, Fluorürler

II. Volkanik veya Ekstrüzif
A- Kalay-Gümüş-Bizmut
B- Ağır Metaller
C- Altın-Gümüş
D- Antimon-Civa
E- Doğal Bakır
F- Sualtı-Volkanik ve Biyokimyasal Yataklar

5) Schneiderhöhn’nin Maden Yatakları Sınıflaması
I. İntrüzif ve Likid Mağmatik Yataklar
II. Pnömatolitik Yataklar
A- Pegmatitik Damarlar
B- Pnömatolitik Damarlar ve Saçınımlar
C- Kontakt Pnömatolitik Ornatımlar

III. Hidrotermal Yataklar
A- Altın ve Gümüş Birliği
B- Pirit ve Bakır Birliği
C- Kurşun-Gümüş-Çinko Birliği
D- Gümüş-Kobalt-Nikel-Bizmut-Uranyum Birliği
E- Kalay-Gümüş-Tungsten-Bizmut Birliği
F- Antimon-Civa-Arsenik-Selenyum Birliği
G- Sülfid Olmayan Birlikler
H- Metal Olmayan Birlikler

IV. Gaz Çıkışlarına Bağlı Yataklar

6) Lindgren’in Maden Yatakları Sınıflaması
I- Yataklar kimyasal proseslerle meydana getirildi. Sıcaklık ve basınç değişimleri geniş limitler arasındadır.

A- Mağmalarda Farklılaşma Prosesleri ile

1. Uyumlu Mağmatik Yataklar, Mağmatik Segregasyon Yatakları, Enjeksiyon Yatakları. Sıcaklık 700-1500 °C arasında; basınç çok yüksek
2. Pegmatitler. Sıcaklık çok yüksek-orta, basınç çok yüksek

B- Kayaçların Kütlelerinde

1. Konsantrasyon kayaca yabancı maddelerin girişi ile gerçekleşir (Epijenetik)
a) Kökeni mağmatik kayaçların patlamasına bağlı olanlar
i. Volkanojenik; yataklar genellikle volkanik kümelerle ilişkilidir. Sıcaklık 100-600°C arasında, basınç orta-atmosferik
ii. Püskürük kütlelerden; sublimleşme ve fumerollerden yataklanma sıcaklık 100-600°C arasında, basınç orta-atmosferik
iii. Sokulum kütlelerinden; Mağmatik-Metamorfik Yataklar. Sıcaklık muhtemelen 500-800°C arasında, basınç çok yüksek

b) Mağmatik kökenli sıcak suların yukarı çıkmasıyla

i. Hipotermal yataklar; yataklanma ve konsantrasyon büyük derinliklerde veya yüksek sıcaklık ve basınçtadır. Sıcaklık 300-500 °C arasında basınç çok yüksek.
ii. Mesotermal yataklar; yataklanma ve konsantrasyon orta derinliktedir. Sıcaklık 200-300 °C arasında basınç yüksek.
iii. Epitermal yataklar; yataklanma ve konsantrasyon az derinliktedir. Sıcaklık 50-200 °C arasında, basınç orta.
iv. Teletermal yataklar; hemen hemen tüketilmiş çözeltilerden yataklanma, sıcaklık ve basınç düşük, hidrotermal alanın üst kısmı.
v. Ksenotermal yataklar; yataklanma ve konsantrasyon sığ derinliklerde fakat yüksek sıcaklıktadır. Sıcaklık yüksek-düşük aralığında, basınç orta ve atmosferik.

c) Köken orta veya az derinlikte meteorik suların dolaşımına bağlıdır. Sıcaklık 100 °C ye kadar, basınç orta.

2. Jeolojik kütlelerin içerdiği maddelerin konsantrasyonu ile

a) Dinamik ve bölgesel metamorfizma ile konsantrasyon. Sıcaklık 400 °C basınç yüksek.
b) Derinlerde dolaşım halindeki yer altı suyuyla konsantrasyon. Sıcaklık 0-100 °C arasında basınç orta.
c) Yüzeye yakın kesimlerde kayacın ayrışması ve bozuşmasından kalanların konsantrasyonu ile gelişen yataklar. Sıcaklık 0-100 °C arasında basınç orta ve atmosferik.

C) Su Kütlelerinde

1. Volkanojenik; volkanizma ile ilişkili sualtı kaynakları, sıcaklık yüksek-orta, basınç düşük-orta.
2. Eriyikleri Etkileşimi ile. Sıcaklık 0-70 °C arasında, basınç orta

a) İnorganik Reaksiyonlar
b) Organik Reaksiyonlar

3. Çözücülerin Buharlaşması ile

II. Yataklar konsantrasyonun mekanik prosesleri ile meydana geldi. Sıcaklık ve basınç orta-düşük.

7) Lındgren (1985) ‘in Geliştirilmiş Maden Yatakları Sınıflaması.

I. Yataklar kimyasal prosesler sonucu oluşturulur. Sıcaklık ve basınç geniş bir aralıkta değişir.

A) Mağmalarda, diferansinasyon prosesleri ile

1. Mağmatik segregasyon, enjeksiyon, katmanlaşmış mafik intrüzyon. Sıcaklık 700-1500 °C arasında basınç çok yüksek
2. Karbonatitler, kimberlitler. Sıcaklık 700-1500 °C arasında, basınç çok yüksek.
3. Anortozitler, gabrolar. Sıcaklık 700-1500 °C arasında basınç çok yüksek.
4. Kısmen porfiri baz metal yatakları (B1 bi). Sıcaklık ve basınç orta
5. Pegmatitler. Sıcaklık yüksek-orta, basınç yüksek

B- Kaya Kütlelerinde

1. Konsantrasyon epijenetik unsurların girişi ile gerçekleşir.

a) Kökeni mağmatik kayaçların patlamasına bağlı olanlar

i. Sığ volkanojenik volkanik birikimlerle ilişkilidir. Sıcaklık 100-1200 °C arasında basınç atmosferik-orta.
ii. Gazlardan kristallenme (sublimate), fumeroller. Sıcaklık 100-600 °C arasında basınç atmosferik.

b) Kökeni mağmatik veya meteorik kökenli hidrotermal sıvıların yukarı çıkmasına bağlı olanlar

i. Porfiri baz metal yatakları ( A4 ) sıcaklık 200-800 °C arasında basınç orta.
ii. Cordilleran damarları; orta ile sığ derinliklerde
iii. Mağma ile metamorfik. Sıcaklık 300-800 °C arasında, basınç düşük-orta.
iv. Epitermal yataklar; sığ ve orta derinliklerde sıcaklık 50-300 °C arasında basınç düşük.

c) Kökeni dolaşım halinde olan meteorik sulara, remobolizasyon eriyiklerine bağlı olanlar

i. Missisipi vadisi tipi yataklar. Sıcaklık 25-200 °C arasında basınç düşük
ii. Batı ülkeleri uranyum yatakları. Sıcaklık 25-75 °C arasında basınç düşük.

d) Kökeni deniz suyu dolaşımına bağlı olanlar

i. Okyanusal kabuk yatakları, bacalar, kızıldeniz. Sıcaklık 25-350 °C arasında basınç düşük.
ii. Volkanik gaz çıkışları

II. Epijenetik veya sinjenetik olarak jeolojik kütlelerin içerdiği maddelerin konsantrasyonu ile

a) Dinamik ve bölgesel metamorfizma ile konsantrasyon. Sıcaklık 25-600 °C arasında basınç yüksek.
b) Derinlerde dolaşım halindeki yer altı suyu ile konsantrasyon. Sıcaklık 0-150 °C arasında basınç orta

i. Athabasca uranyumu

c) Yüzeye yakın kısımda aşındırılarak bozulan ve artan kayalarla konsantrasyon. Sıcaklık 25-50C arasında, basınç atmosferik.

C) Sudaki Kütlelerde, Sinjenetik

1. Volkanojenik; volkanizma ile ilişkili sualtı kaynakları. Sıcaklık 25-350 °C arasında, basınç hidrosferik; okyanusal kabuk yatakları.
a) Masif sülfidler-Kıbrıs
b) Manganez-Nikel-Bakır Nodülleri

2. Volkanojenik; sedimanlarla ilişkili sualtı kaynakları. Sıcaklık 25-75 °C arasında basınç hidrosferik.
a) Ana kaya siyah şeyller

3. Eriyiklerin etkileşimi ile. Sıcaklık 0-70 °C arasında basınç orta
a) İnorganik Reaksiyonlar
b) Organik Reaksiyonlar

4. Çözücülerin buharlaşması ile
a) Evaporitler. Sıcaklık 25-75 °C arasında basınç düşük ve atmosferik

5. Kimyasal tortullaşma ile sıcaklık 25-75 °C arasında basınç düşük
a) Baz metaller
b) Fosfatlar

II. Mekanik proseslerle meydana getirilen yataklar. Sıcaklık ve basınç düşük, yüzeysel

1.Aluvyal plaserler
2.Denizel plaserler

III. Meteorit çarpışması sonrası gelişen yataklar

Meyer in maden yatakları sınıflaması

1)Mafik mağmatik kayaçlarda yataklar
Kromit
Katmanlanmış karmaşıklarda stratiform
Alpin tip peridotitlerdeki podlar

Nikel-Sülfid yatakları
Kambalda tip
Sudbury tip
Insizwa tip

Anortozitli Titan
Katmanlaşmış karmaşıklarda stratiform
Masiflerde ilmenit

2) Volkanik topluluklarda volkanojenik masif sülfidler

Ofiyolit istiflerdeki Kıbrıs tipi
Andezit-riyolit istiflerde Noranda tipi
Kuroko ve benzeri tipler

3) Sedimanlarda yataklar

Yerleşik sediman sülfit yatakları
Kumtaşı ve şeyllerde bakır
Klastik sedimanlarda kurşun-çinko
Missisipi Vadisi Tipi

Demir yatakları
Bantlı demir formasyonları
Clinton-Minette madenleri

4) Stratabound yatakları

Uranyum yatakları
Uyumsuz damar tipi
Kumtaşı ve Kaliş tipi

Altın madenleri
Demir formasyonlarında altın
Altın-Kuvars damarları
Altın-Uranyum konglomeraları

5) Granodiyorit-Kuvars monzonit, hidrotermal
Porfiri bakırlar
Kalay-Tungsten yatakları

MADEN YATAKLARININ İNCELENMESİ

Maden jeoloğunun bir maden provensini, bir maden yatağını, bir zuhuru veya bir belirtiyi incelerken yapacağı işler çok çeşitlidir. Doğrudan maden yatağına, zuhura veya belirtiye ilişkin özellikler dışında çevre oluşuklarının da çevre özelliklerinin büyük bir önem taşıdığı hiçbir zaman unutulmamalıdır. Dolayısıyla maden Jeoloğu aynı zamanda mineraloji, petrografi, stratigrafi, sedimantoloji, paleontoloji vb. bilim dallarından yararlanmasını bilmelidir.
Saha çalışmaları genellikle şu işlemlerden ibarettir;
Yakın yörenin 1/25000 veya daha büyük ölçekli haritası yapılır. Genel jeolojik özellikler incelenir.
Bizzat maden yatağının stratigrafik konumu, göreceli yaşı incelenir.
Yan kayaçlar ayrıntılı incelenir.Ayrışma ürünleri incelenir, gerekirse ayrışma haritası yapılır.
Yatak şekli ve yapısal özellikleri incelenir. Pusulayla ve şerit metreyle ölçüler alınır.
Cevherleşmenin mineralojik özellikleri incelenir.
Kimyasal, Jeokimyasal, fiziksel, jeokronolojik analizler ve mikroskobik incelemeler için örnek toplanır.
Bizzat maden yatağının ve eğer varsa galerilerin ayrıntılı haritaları yapılır.
Gerektiğinde örnek almak için sondaj, yatağın şeklini, boyutlarını, yapısal özelliklerini saptamak için sondaj ve jeofizik etütler yapılır, galeri ve yarmalar açılır.
Gerektiğinde portatif aletlerle kayaçların flüoresans, radyoaktivite gibi özellikleri incelenir.
Halen işletilmekte olan bir yatakta maden jeoloğu işletmeye yardımcı olur.

Laboratuar çalışmaları genellikle şu işlemlerden ibarettir:

Kimyasal analizler yapılır.
Jeokimyasal analizler yapılır.
Gerektiğinde fiziksel analizler (sertlik, tane boyutları, flüoresans,vb.) yapılır.
Gerektiğinde Jeokronolojik analizler yapılır.
Mikroskobik incelemeler yapılır. Bu maksatla bilhassa maden mikroskobu da kullanılır.
Gerektiğinde cevher zenginleştirme deneyleri yapılır.
Büro çalışmaları genellikle şu işlemlerden ibarettir:
Saha çalışmalarına başlamadan önce literatür araştırması yapılır.
Saha ve laboratuar çalışmaları değerlendirilerek yatağın parajenezi, süksesyonu, varsa zonalitesi, kimyasal bileşimi, tenörü, rezervi, ve. özellikleri saptanır, sentezler yapılır.
Çeşitli jeolojik, yapısal, metalojenik haritalar hazırlanır.
Yatak hakkındaki bütün bilgiler derlenerek yazılır.
Gerektiğinde sondaj, jeokimya, işletme, cevher zenginleştirme vb. işlemler hakkında öneriler hazırlanır.
Anlaşılacağı gibi bu çok çeşitli işlemler aslında bir ekip çalışmasını gerektirmekte ve maden jeoloğunun yanında kimyager, jeofizikçi, sondör ve işçi gibi kimseler de görev yapmaktadır.

YATAKLANMA ŞEKİLLERİ – CEVHER YAPILARI

YATAKLANMA ŞEKİLLERİ

Bir maden yatağı, belli şekilde olabileceği gibi birçok ayrı ve birbirine geçişli şekillerde de bulunabilir.

A. DÜZENLİ YATAKLANMALAR

a) KATMAN YATAKLANMALAR (= tabaka yataklar)

Tabaka biçiminde, yöre kayaçlarının katmanlanma yüzeylerine paralel olarak oluşmuş maden yataklarıdır. İki boyutta yayılırlar (bazen kilomertrelerce), tabaka kalınlığına tekkabül eden üçüncü boyut genellikle birkaç metreyi aşmaz. Katman yataklar tortullaşmaya bağlı yatakların karakteristik şeklidir. Alttaki daha yaşlı tabakaya taban, üstteki daha genç tabakaya tavan denir.
Örnek: Çamdağ (Sakarya) oolitik demir yatakları, Denizli Tavas- Ulukent mangan yatakları

b) KATMANSI YATAKLAR:

Şekil ve duruş bakımından katman yataklardan farksızdırlar. Ancak bu deyim iç kökenli veya oluşumları tartışmalı yataklar için kullanılır. Tavan ve taban tabakaların oransal yaşlarına veya doğrudan arazideki duruşlarına göre saptanır. Katman ve katmansı yataklar stratiform yataklar olarak da adlandırılır.
Örnek: Bushveld (Güney Afrika) kromit yatakları, Turhal (Amasya) Antimuan yatağı

08.10.2010 - 17:32

Şekil : Bushveld (Güney Afrika) kromit yatakları

c) ÖRTÜ YATAKLAR:

Diğer oluşuklarının üzerinde örtü şeklinde dururlar. Kalıntı ve Oksidasyon zonu yatakları bu şekildedir.

Şekil : Karalar (Gazipaşa) Pb – Zn yataklanması

d) DAMARLAR:

Diğer boyutlarına oranla kalınlığı az iki yüzeyi birbirine paralel yan kayacı kat etmiş (epijenetik) cevherli kütlelerin duvara benzer yerleşme şekilleridir.
İç kökenli yataklara aittir. Damarların uzunluğu (yatay kesitte) ve boyu (düşey kesitte) genellikle birkaç yüz metreyi aşmaz. Damarın kontağındaki yan kayaca çeper (epont) adı verilir. Damarın altındaki çepere taban, üstündekine tavan denir.Damarı dolduran, tavanından tavanına kadar içermiş olduğu tüm malzeme damar dolgusu diye adlandırılır. Damar dolgusu ile çeperler arasında, kontak boyunca özel bir litoloji, örneğin kil oluşabilir; buna salband denir.
Damar dolgusu içinde esas cevherleşme çok değişik şekillerde bulunabilir, ancak çoğu kez bunlar kuşaklar veya sütunlar halindedir.

Damarlar şekillerine göre şu isimleri alırlar:

1. Damarcık 2. Katman Damar
3. merceksi oluk 4. Semer Damar

Damarlar ender olarak tek başlarına bulunurlar, bunlara “basit damar” denir. Çoğu kez, birçok damar bir arada bulunarak; bir “damar ağı” veya “damar alanı” meydana getirirler.

Bu şekiller;

1. Paralel Damarlar
2. Zig-zag Damarlar
3. Birbirine dik Damarlar
4. Örgü Damarlar
5. Birbirine oblik Damarlar
6. At Kuyruğu Damarlar
7. Radial veya Işın Damarlar

08.10.2010 - 17:34

Bir damarın ayrıntısı

Katman damar

Merceksi damar

Bölmeli Damar

d) MERCEKLER:

Kalınlıkları diğer boyutlarına göre az ve her doğrultuda incelerek son bulan yatak şeklidir. Genellikle tortul, kırıntılı pegmatitik ve volkanojenik yataklarda görülür. Bazı kromit yataklarında rastlanan boğumlu mercekler için podiform deyimi kullanılır.

Şekil : Podiform yataklanma şekli

B) YARI DÜZENLİ YATAKLANMALAR:

a) PİPOLAR:

Yatay kesitleri oval, derine doğru darlaşan ve dolgusu genellikle breşik olan yataklanma şekilleridir. Çoğu kez Pnömatolitik yataklarda görülür.

Şekil : Puy Les Vignes Piposu

b) BACALAR:

Yatay kesitleri dairemsi, derine dalan tüpler halindedir. Bunlar genellikle volkanik püskürme bacalarının dolgusudur. Dallı, budaklı ve yer yer sıkma ve açmalı olabilirler.

Örnek: Elmas için işletilen Güney Afrika kimberlit bacaları, Pravedencia Meksika Pb – Zn yatakları olabilirler.

08.10.2010 - 17:37

Şekil : Pravedencia Meksika Pb – Zn yatakları

C) DÜZENSİZ YATAKLANMALAR

a) SAÇINIMLAR: (Disseminasyon)

Cevher mineralleri kayaç hacmi içinde genellikle düşük tenörde dağılmış olarak bulunur. Saçınımlı cevherin dağıldığı hacim; Katman şeklinde düzenli olabilir,
Bir kırık hat boyunca ve onun civarında yarı düzenli olabilir, herhangi düzensiz bir şekilde olabilir. Saçınım halindeki cevher tanelerine inklüzyon denir. İnklizyonlar bazı hallerde sıkışarak, az çok merceğe benzer siliyren adını verdiğimiz kümeleri oluştururlar. Saçınımlı yatak şekilleri genellikle gabro ve peridotitlere bağlı yataklarda görülürler.

Şekil : Şiliyren

b) STOKVERK:

Çok ince damarların sık bir ağ oluşturmasıyla meydana gelen yataklanma şekline verilen isimdir. Genellikle porfiri bakır ve hidrotermal yataklarda görülür.

Stokverk şeklinde Yataklanmalar
a:Çatlaklar cevherle dolmuştur.
b: Cevher ince çatlakları sıvamakta ve kayacı içermektedir.

Şekil : Stokverk şeklinde cevherleşme

c) YIĞINLAR VEYA STOKLAR:

Sınırları girintili çıkıntılı, basit bir geometrik şekille gösterilmeyen cevher yığışımlarıdır.
Karstik bir arazinin çukurlarının dolmasıyla oluşmuş kalıntı yatakları, kırık arakesitlerinde, eklem düzlemleri ile katman düzlemlerinin kesiştiği kesimlerde gelişmiş pnomatolitik, pirometasomatik ve hidrotermal yataklar, sokulum halinde oluşmuş bazik ve ultrabazik kayaçlara bağlı bazı yataklar tuz domları bu şekildedir.

Yığınlar şekil benzetmeleri ile kese, torba gibi isimlerde alırlar. Asıl büyük bir yatağın kenarındaki küçük yığınlara cep adı verilir. Çok küçük fakat platin gibi kıymetli metaller için işletilebilecek önemde olan yığışımlara cevher topağı denir.

Şekil : Kese şeklinde Kromit yatakları

CEVHER YAPILARI

Burada yapı (Fransızca ve Almancada’da tekstür, İngilizce’de strüktür) deyimiyle mineral kümelerinin birbirine göre duruş şekilleri ve genellikle, örnek ölçeğindeki cevherin makroskopik görünümü ifade edilmektedir. Ancak mikroskopta seçilen bazı yapı çeşitleri doku olarakta ifade edilebilir. Aynı bir yatakta hatta aynı bir örnekte, birçok yapı çeşidi bir arada bulunabilir.

Som Yapı ( =Masif Yapı) : Gang mineralleri olmaksızın faydalı mineraller bir arada bulunabilir.

Benekli Yapı ( =Taneli Yapı, =Saçınımlı Yapı) : Faydalı mineraller gang mineralleri arasında veya yankayaç içinde gözle görülür taneler halinde dağınık şekilde bulunur. Benekli yapı deyimi genellikle birkaç milimetreden daha iri boyutlu cevher taneleri için kullanılır.

Eşit Taneli Yapı : Taneler yaklaşık eşit boyutlardadır.

Farklı Taneli Yapı : Taneler oldukça farklı boyutlardadır.

Yapraklı Yapı (= Laminar Yapı) : Mineraller yaklaşık paralel yapraklar halindedir.

Lifsi Yapı : Mineraller lifsi görünümündedir.

Kuşaklı Yapılar : Ayrı ve aynı cins mineraller birbirini izleyen düzeyler ve halkalar biçiminde sıralanmışlardır. Farklı mineral kuşakları bulunduğunda zonlu yapılar deyimide kullanılabilir. Kuşaklı yapının birçok çeşidi vardır;

7.1.Yollu Yapı : Farklı mineral kuşakları düzeyler halinde sıralanmışlardır. Yollu yapılar bakışımlı veya bakışımsız olabilir.

7.2.Bantlı Yapı : Farklı mineral kuşakları düzeyler halinde birçok kez tekrarlanırlar.

7.3.Kolloform Yapı ( =Böbreğimsi yapı = Pıhtı yapı) : Kolloidal bir ortamdan itibaren oluşan çok ince taneli mineraller yumru veya böbreğimsi şekilde, konsantrik eğri düzlemler halinde bulunurlar.

7.4.Sferoidal Yapılar ( =Globüler yapılar) : Mineral kümeleri kuşaklar halinde küre veya elipsoidler meydana getirir. Bu yapılar kendi aralarında şu çeşitlere ayrılırlar:

7.4.1. Yumru Yapısı : Mineral kümelerinin boyutları birkaç santimetreden fazladır.

7.4.2. Kokard Yapı : Farklı veya aynı cins mineraller bir odak çevresinde düzensiz halkalar şeklinde toplanmışlardır.

7.4.3. Drüz Yapısı ( =Jeoid Yapı) : Mineraller eğri bir düzlemden itibaren boşluğa doğru büyümüşlerdir.

7.4.4. Işınsal Yapı : İğne veya çubuk halinde mineraller bir odak etrafında ışınsal olarak bulunurlar.

7.4.5. Oolitik veya pizolitik yapı : Sadece tortullaşmaya bağlı yataklarda rastlanan, boyutları ufak küre veya basık elipsoidler şeklindeki mineral kümelerinin yapılarıdır.

7.4.6. Gözenekli Yapı : Cevher mineralleri gözenek dolgusu olarak bulunur.

a.Kovuklu Yapı : Mineraller aralarında irili, boşluklar bırakarak yığışmışlardır.

b.Hücreli Yapı : Cevherde düzlemsi kenarlı boşluklar bulunur.

c.Kırıklı Yapı ( =Breşik Yapı ) : Cevher mineralleri breşik bir kayaçta çimento olarak bulunur veya kırılmış cevher minerallerinin arasında çimento olarak herhangi bir malzeme bulunur.

d.Toprağımsı Yapı : Kolayca ufalanır cevherlerin yapısıdır.

İÇ KÖKENLİ YATAKLAR

Oluşum nedenleri yerkabuğunun içinde plütonizma, volkanizma ve metamorfizma gibi olaylara bağlı yataklardır.

İÇ KÖKENLİ YATAKLARLA İLGİLİ GENEL KAVRAMLAR

Yerkabuğu içinde veya altındaki olayların karmaşıklığı ve doğrudan izlenememesi nedeniyle bu yataklar hakkındaki türümsel bilgiler kısırdır. Genellikle, laboratuarlarda yapay oluşuklar üzerinde yapılan çalışmalarla sorunlara çözüm aranır.
İç kökenli yatakların oluşumunda rol oynayan en önemli faktörler ısı, basınç ve kimyasal bileşimdir. Böylece fizikokimyasal esaslara göre kristalleşen mineraller iç kökenli yatakları meydana getirirler.

A ) JEOLOJİK ISI ÖLÇÜMLERİ :

İç kökenli yatakların oluşumunda en önemli rolü oynayan ısı genellikle mağmanın veya bu mağmadan türeyen ürünlerin kendi ısılarıdır. Bununla beraber jeotermik gradyana, sokulumlara, kimyasal reaksiyonlara, çekirdek reaksiyonlarına ve mekanik etkenlere bağlı ısılar da bazı durumlarda rol oynarlar. Belli bir ortamda bu ısıların tümü jeolojik ısıyı oluşturur.
Jeolojik ısı ölçümü aynı bir kimyasal ortamın faz ve şekil değişimlerinin nedeni olan ısı derecelerinin belirlenmesidir. Ayrıntılı jeolojik ısı ölçümleri, maden yataklarının oluşum koşulları hakkında önemli bilgiler sağladığından, maden jeologu için önemi büyüktür. Ancak, maden jeologu çok kaba bir fikir sahibi olmak istiyorsa maden yatağının jeolojik oluşum koşulunu veya bu yataktaki belli başlı mineral birliklerini bilmesi yeterlidir.
Yatağın jeolojik oluşum koşulları: Çeşitli deneysel yöntemlerin sağladığı bilgilerle, farklı jeolojik koşullar altında oluşan yatakların yaklaşık ısıları bilinmektedir. Bu ısılar iç kökenli yatakların sınıflandırılması bahsinde verilmiştir.
Mineral birlikleri: İç kökenli yataklarda aşağıda isimleri verilen minerallerden birkaçının beraberce bulunması yatağın oluşum ısısı hakkında kabaca bir fikir verebilir;

Yüksek ısı ( > 300°c): Kromit, Manyetit, Spekülarit, Pirotin, Arsenopirit, Kassiterit, Volframit, Molibdenit, bizmutinit, Granat, Piroksen, Amfibol, Topaz, Turmalin, Beril, vb.,..

Orta ısı (300 - 200°C): Kalkopirit, Galen, Çinkoblend, Tetraedrit

Alçak ısı (200°C > ): Antimonit, Realgar, Zinober, Tellürürler, Seleneürler, Arjantit, Nabit gümüş, Markasit, Adüler, Barit, Kalseduan, Rodokrozit, Siderit, vb.,..

Ayrıntılı jeolojik ısı ölçümleri ise çeşitli şekillerde gerçekleştirilebilir, ölçümlerde yararlanılan minerallere jeolojik termometre denir.

1) Ergime; Jeolojik ısı ölçümlerinde çok az kullanılır. Çünkü ergime ısısı mineralin dengede olma halinin en üst sınırını belirtir. Ortamda başka maddelerin varlığında ergime ısısı çok daha düşüktür. Jeolojik ısı ölçümlerinde ancak düşük ergime ısıları bir anlam taşır. örneğin; nabit bizmut 271°C, orpiment 310°C, realgar 320°C.

2) Yeniden Kristallenme: Metamorfizmaya bağlı yataklarda katı ortamda yeni minerallerin oluşmasına yeniden kristallenme denir. Metamorfizma fasiyeslerini işaret eden bazı minerallerin ancak belli ısılar arasında oluştuğu saptanmıştır. Örneğin kontakt metamorfizmada albit ve epidot mineralleri 1000 bar'lık bir basınç altında 400°C ile 530°C arasında kristallenir. Daha yüksek ısılarda bu mineraller dengede değildir.

3) Polimorf Değişimler ( = inversiyon): Kimyasal olarak aynı, fakat kristallografik olarak farklı bir fazdan diğerine geçişi ifade ederler. Çoğu geçişler tam belirli bir sıcaklıkta oluşur ve ısı ölçümüne yarayabilir. Yüksek, ısıda oluşan mineral, alçak ısıda oluşan aynı kimyasal bileşimdeki minerale oranla daha yüksek bir simetri derecesine sahiptir. Silisin polimorf değişimleri klasiktir Eğer bir mineralde, özellikle sülfürlerde, anizotrop ve izotrop zonlar bir arada bulunuyorsa yüksek ısıdaki kristal şeklinin düşük ısıdaki kristal şekline dönüşmüş olduğu anlaşılır. Eğer mineral tamamen anizotrop ise polimorf değişim ısısının altında meydana gelmiştir.

4- Tipomorf Mineraller: Bazı mineraller ısı ve basınç koşullarına göre, aynı kristal sistemlerine sahip olmakla beraber, değişik şekil, renk ve bileşimde olabilirler. Böyle minerallere tipomorf mineral adı verilir. En tipik olanları kuvars, topaz, turmalin, kassiterit ve mikalardır. Ayrıca granatlar, zirkon, apatit, flüorit, kalsit, pirit, vb. tipomorf özelliklere sahiptir. Örneğin: Turmali’nin tipomorf fasiyesleri şöyledir:

1100 – 800 C Oluşan turmalinler çok uzun prizmalar halinde ışınsal yapılı siyahtır.
600 – 500 C Çok uzun olmayan iri siyah turmalinler
550 – 500 C Yarı saydam, mavi turmalin
500 – 450 C Çok renkli pembe turmalinler, önce kahverengi sonra yeşil pembe ve kiraz turmalinler kristalleşir.
400 – 300 C İğneler şeklinde, uzun, ince siyah turmalinler

5) Eksolüsyon Isısı: İki bileşenin (A ve B) ergiyiklerinin karışımından karışık bileşimli kristaller meydana gelir. Bu karışık kristallere katı eriyik =katı çözelti (= solüsyon solid) adı verilir.
Katı bir çözelti içindeki fazlalık bir bileşen eksolüsyon ısısı denilen bir ısının altında kristalleşerek eksolüsyon dokularını oluşturur. Bu dokular bir mineralin diğeri içinde katı çözelti halinde daha önce var olduğunu ve bu iki mineralin ayrılmasının soğuma ile gerçekleştiğini gösterir. Birbirlerinden ayrı olarak bulunan bu mineraller ısıtılırsa, eksolüsyon ısısında yeniden katı çözelti haline geçerler. Böylece eksolüsyon ısıları mineral birliğinin kristallenmesi için gerekli ısının alt sınırını verirler ve jeolojik ısı ölçümü olarak kullanılırlar.
Bu mineral ısıtıldığı zaman tek bir çözelti meydana gelir. Soğutulduğu zaman iki mineral meydana gelir. Oluşukları ısıya eksolisyon ısısı adı verilir. Biri diğeri içinde katı çözeltidir.

Örneğin: Kalkozin – Kovellin: 75 oC
Kalkopirit – Pirotin: 250 oC
Bornit – Kalkopirit: 300 oC
Kalkopirit – kübanit: 450°C

6) Sıvı Kapanımlar: Cevher veya gang mineralleri mikroskopla saptanabilecek boşluklara sahiptir. Bu boşluklar sıvı kapanım adı verilen bir sıvı ile doludur. Boşluklarda ayrıca sıvının soğumasından oluşan gaz kabarcıkları ile kristal tanecikleri bulunur. Sıvı kapanımlar minerallerin oluşum ortamının özelliklerini aksettirirler. Sıvı kapanım incelemeleri çoğunlukla açık renkli minerallerde gerçekleşir. Örneğin; Kalsit, Barit, Kuvars, Sfalerit, Zirkon vb. gibi. Bilhassa kuvars gibi minerallerdeki sıvı kapanımlar mikroskopta ısı tablasıyla incelenirler. Sıvı kapanım ısıtıldığında belli bir derecede gaz kabarcığı ve kristal tanecikleri kaybolur, sıvı homojen hale gelir. Bu ısı oluşum ortamının ısısına tekabül eder.

Sıvı kapanımlar, kristallerin büyümesi sırasında veya mineralin kristallenmesinden sonra klivaj, dilinim ve mikro kırıklarında kapanlanmış (trapped) sıvı damlacıklarıdır. Sıvı kapanımların büyüklüğü, tek bir su molekülünden birkaç milimetre boyutunda kadar değişebilir. Ortalama boyutu ise 0.01 mm dir [Roedder,1979]. Herhangi bir kristalde fazla sayıda sıvı kapanım olabilir.

Sıvı kapanım ile ilgili ilk temel çalışma Roedder [1979] dir. Konu hakkında genel bir giriş niteliği taşıyan Guilbert ve Park [1986]’nın çalışması, sıvı kapanım çalışmaları için pratik el kitabı niteliğindeki Shepherd ve diğ. [1985]’nin eseri ile Hollister ve Crawford [1981] ‘ un eseri ve yine Roedder [1984]’in yayınladığı “Fluid Inclusions” (Sıvı Kapanımlar) adlı eser, sıvı kapanımlar ile ilgili önemli çalışmalardır.

Sıvı kapanımlar kökenlerine göre; birincil (primary), ikincil (secondary) ve yalancı ikincil (pseudosecondary) olmak üzere üç farklı tipde tanımlanmaktadır.

[

Şekil : Kuvars kristali içindeki farklı sıvı kapanım tiplerinin dağılımı (Shepherd ve diğ., 1985).

Birincil kapanımlar, ya içinde bulunduğu mineralin büyüme sürecinde ve büyüme zonlarında (sfaleritlerde olduğu gibi) veya kristalin büyümesi sırasındaki kusurlar nedeniyle izole olarak kapanlanmıştır. İkincil kapanımlar, içinde bulunduğu mineral büyümesini tamamladıktan sonra kapanlanmıştır. Bu tür kapanımlar hem kristal büyüme zonlarını hem de kristalin kenarını keserek oluştukları gibi, cevher oluşum evresi ile ilgili olmayan daha sonraki sıvıların, mikro çatlaklarda kapanlanması şeklinde de gelişebilirler. Yalancı ikincil (Pseudosecondary) kapanımlar ise mikro kırıklar boyunca veya kristalin büyüme zonlarının kenarlarında sonlanan, fakat bunları kesmeyecek şekilde gelişebilir. Bu ayrım basit olarak yapılmıştır. Bu tür kapanımların birincil mi yoksa yalancı ikincil mi, veya ikincil mi olduğunu ayırt etmek bazen oldukça zordur. Ölçümlerde birincil ve yalancı ikincil kapanımlar kullanılır.

Sıvı kapanımların jenetik sınıflaması ile ilgili detaylı bilgiler Roedder [1979,1984]’ den, morfolojisi ve bileşimleri ile ilgili yapılan sınıflamaları ise Shepherd ve diğ. [1985]’ de ayrıntılı olarak tanıtılmaktadır. Sıvı kapanım içeren minerallerin genel özellikleri taransparan ve açık renkli olmalarıdır, tabii ki kapanımın optik çalışmaya uygun olması birincil olması gereken bir koşuldur. Bu, opak minerallerin sıvı kapanımlardan yoksun olduğu anlamına gelmez. Özellikle galenit temiz klivaj yüzeylerinde çok iyi gelişmiş boşluklar (cavities) içerebilir (Bonev, 1977). Barit ve kalsit gibi yumuşak, kolay klivaj kazanabilen minerallerdeki kapanımlar sızma (leakge) ve bölünerek çoğalma’ya (necking-down) oldukça yatkındırlar ve bu nedenle bu tür kapanımların değeri fazla değildir. Şayet sadece böyle bir örnek var ise bu durumda bu tür kapanımlardan da faydalanılabilir, aksi halde bu kapanımlar sağlıklı ölçüm sonucu vermezler.

Kapanımların oldukça yaygın olarak gözlendiği başlıca 10 mineral şunlardır;

1. Kuvars
2. Fluorit
3. Halit
4. Kalsit
5. Apatit
6. Dolomit
7. Sfalerit
8. Barit
9. Topaz
10.Kassiterit

Sıvı kapanımlar içerdikleri bileşimlerine göre Shepherd ve diğ. [1985] tarafından 6 farklı tipte sınıflandırılmıştır.

08.10.2010 - 17:38

Şekil : Oda sıcaklığı dikkate alınarak sınıflandırılan, farklı sıvı kapanım tipleri (Sherpherd ve diğ. 1985).

1- Monofaz sıvı kapanımlar (L): Tamamen sıvı faz (liquide-L) ile doludur.

2- İki fazlı kapanımlar (L+V): Sıvı faz (liquide-L) ve az miktarda gaz fazı (vapour-V) ile doludur.

3- İki fazlı kapanımlar (V+L): Kapanımda, gaz fazı (vapour-V) sıvı faza göre (Liquide-L) toplam hacmin %50 sinden daha fazlasını doldurur (L+V).

4- Monofaz gaz kapanımlar (V): Tamamen düşük yoğunluklu gaz (vapour-V) faz ile doludur (genellikle H2O,CH4,CO2 karışımı).

5- Katı faz içeren multifaz kapanımlar (S+L+/-V): Yavru (daughter) mineral olarak bilinen kristal içerirler. Bunlar genellikle halit (NaCl) ve silvit (KCl) dir. Fakat sülfidler gibi çeşitli kristaller de kapanım içinde bulunabilir.

6- Karışmaz iki sıvı fazlı kapanımlar (L1+L2+/-V): Karışmaz iki farklı sıvı faz içerirler. Bunlardan biri genellikle H2O’ ca zengin, diğeri de CO2’ ce zengin sıvı fazlardır.

Genel olarak, 2. ve 3. tip kapanımların birlikte bulunması, sıvının kapanlandığı sırada kaynadığına işaret eder. Tek bileşenli (homojen) bir sistemin kaynaması durumunda, gaz kabarcığı ana sıvının gaz (vapour) fazıdır. Heterojen sistemin olması durumunda ise, gaz fazı köpürme ile açığa çıkar.

Bununla birlikte, gaz kabarcığının varlığı karışmazlığa da işaret edebilir. Eğer, sıvıda CO2 var ise bu soğutma ile ayırt edilebilir [Roedder,1979]. Yavru (daughter) minerallerin bulunması, aşırı doygun sıvı solüsyonlara işaret eder. Bu şekildeki aşırı tuzlu (hypersaline) sıvılarda Na+, Cl-, Mg2+, ve Ca2+ en fazla bulunan çözülmüş iyonlardır.

Sıvı kapanımlardaki ölçümler, özel dizayn edilmiş mikroskoplar yardımıyla, ısıtma (heating) ve soğutma (freezing) olarak tanımlanan iki evrede gerçekleştirilir. Sıvı kapanım ölçümlerinde elde edilen sonuçların ifade edildiği bazı terimlerin anlamları aşağıdaki gibidir.

Homojenleşme Sıcaklığı (Th): Isıtma evresinde (heating stage) sıvı kapanım, sıvı veya gaz fazında homojenleşene kadar ısıtılır ve homojenleşmenin gerçekleştiği andaki sıcaklık homojenleşme sıcaklığı (Th) olarak tanımlanır. Elde edilen sıcaklık, atmosferik basınç koşullarındaki en düşük sıcaklıktır. Bu nedenle, sıvının kapanlandığı gerçek derinlik dikkate alınarak basınç düzeltmesi yapılaması gerekir.

Ergime Sıcaklığı (Tm): Su ile zengin kapanımlarda, buzun erimesini ifade eder. Fakat sistemde ergimenin hangisi için gerçekleştiğini belirtmek gerekir. Zira, sistemde CO2, NaCl gibi bileşenler var ise bunların ergime sıcaklıkları farklı olacaktır. Örneğin Tm-ice, Tm-NaCl, Tm-CO2 şeklinde.

Ötektik Sıcaklık (Te): Tamamen kristallenen veya donan sıvı kapanımda, ısıtma sürecinde sıvı oluşumunun ilk fark edildiği sıcaklıktır. Bu sıcaklık aynı zamanda farklı yazarlar tarafından ilk ergime sıcaklığı (Tfm) olarak da tanımlanır.

%NaCl Eşdeğeri Tuzluluk Miktarı: Sıvı kapanımdaki tuzluluk miktarının %NaCl eşdeğeri cinsinden ifade edilmesidir. Sistemde farklı tuzlar bulunmaktadır. Fakat genellikle bunlar %NaCl eşdeğeri olarak ifade edilir.

Sıvı kapanımlarda elde edilen ötektik sıcaklık (Te) veya ilk ergime sıcaklığı (Tfm) değeri, sistemdeki tuzun türünün belirlenmesinde kullanılır (örneğin, NaCl veya MgCl2). Diğer bir ifade ile, çözeltinin sistemini verir (örneğin; Te= -20,8 oC ise, sistem H2O+NaCl , Te= -37,8 oC ise, sistem H2O+KCl+MgCl2 şeklindedir). Ergime sıcaklığı (Tm-ice) veya son ergime sıcaklığı, sistemde hangi miktarda tuz olduğunu hesaplamamıza yardımcı olur (örneğin, H2O+NaCl sisteminde Tm-ice=-15 oC ise, sistemin tuzluluğu %20 NaCl eşdeğeridir).