maden yatakların oluşum süreçleri

Maden Yatakları 2
Prof.Dr. Miraç AKÇAY Ders notları ve
Prof.Dr. Ahmet GÖKÇE der kitabından Yararlanılmıştır.
MADEN YATAKLARIN OLUŞUM SÜREÇLERİ - YÜZEYSEL ORTAMLAR
YÜZEYSEL ORTAM KOŞULLARI VE MADEN YATAKLARININ OLUŞUMU
Derin ortam koşullarında oluşmuş mineraller, yer yüzüne çıktıklarında, yeni
koşulların etkisinde kalmakta ve zamanla, ya yeni koşullarda kararlı minerallere
dönüşmekte veya tamamen bozunup iyonlarına ayrışmaktadır.
MADEN YATAKLARIN OLUŞUM SÜREÇLERİ - YÜZEYSEL ORTAMLAR
Yüzeysel koşullarda gelişen önemli olayları,
- fiziksel parçalanma,
- kimyasal bozunma,
- depolanma süreçleri,
olarak sıralamak mümkündür.
MADEN YATAKLARIN OLUŞUM SÜREÇLERİ - YÜZEYSEL ORTAMLAR
Bu dönüşüm veya bozunmalar;
- kayaçların ve cevherleşmelerin;
- mineralojik ve kimyasal bileşimine,
- yapısal ve dokusal özelliklerine,
- iklim koşullarına,
- atmosferin O2 ve CO2 içeriğine,
- ortamın su dolaşımına,
- pH ve Eh durumuna,
- topoğrafik özelliklere,
- organizma faaliyetlerine,
- elementlerin hareketliliğine,
bağlı olarak hızlı veya yavaş bir şekilde gelişmektedir.
MADEN YATAKLARIN OLUŞUM SÜREÇLERİ - YÜZEYSEL ORTAMLAR
mineralojik ve kimyasal bileşim
çok dayanıklı mineraller
(soy metaller ve ağır oksitler)
orta derecede dayanıklı
mineraller
(silikatlar)
çok dayanıksız mineraller
(sülfürler)
taneler şeklinde serbestleşirler
taneler şeklinde serbestleşirler
ve bileşimlerindeki hareketliliği
yüksek iyonlar kolayca su içine
geçer
çok kolay bir şekilde kimyasal
bozunmaya uğrayarak iyonlarına
ayrılırlar
MADEN YATAKLARIN OLUŞUM SÜREÇLERİ - YÜZEYSEL ORTAMLAR
yapı ve doku özellikleri
MADEN YATAKLARIN OLUŞUM SÜREÇLERİ - YÜZEYSEL ORTAMLAR
iklim koşulları
MADEN YATAKLARIN OLUŞUM SÜREÇLERİ - YÜZEYSEL ORTAMLAR
atmosferin O2 ve CO2 içeriği
Özellikle atmosfer ile temas halindeki mineraller yüzeysel ortam koşullarında,
oksijen ile reaksiyona girerek daha kararlı formlara dönüşme eğilimindedirler.
Oksidasyon olarak da adlanan bu süreç için
Ferrosillit (ortopirosen türü bir mineral) - Hematit dönüşümü;
4FeSiO3 + O2  2Fe2O3 + 4SiO2
örnek olarak verilebilir.
MADEN YATAKLARIN OLUŞUM SÜREÇLERİ - YÜZEYSEL ORTAMLAR
atmosferin O2 ve CO2 içeriği
Yüzeysel ortam koşullarında atmosferde
veya
özellikle yağmur sularında çözülü olarak yer alan CO2;
- su ile reaksiyona girerek karbonik asiti oluşturmakta ve bu
asit yolu ile mineraller alterasyona uğramaktadırlar,
CO2 + H2O  H2CO3
CaSiO3 + 2H2CO3 + H2O  Ca2+ 2HCO3- + H4SiO4
Ca2+ + 2HCO3-  CaCO3 + CO2 + H2O
- su ile reaksiyona girerek karbonatlı kayaçlarda kimyasal
bozunma ve yeniden çökelmelere yol açmaktadır,
CaCO3 + CO2 + H2O  Ca2+ + 2HCO3Ca2+ + 2HCO3-  CaCO3 + CO2 + H2O
- su ile reaksiyona girerek doğrudan silikatlı mineralleri
alterasyona uğratmaktadır.
CaSiO3 + CO2 + 2H2O  CaCO3 + H4SiO4
MADEN YATAKLARIN OLUŞUM SÜREÇLERİ - YÜZEYSEL ORTAMLAR
ortamın su dolaşımı
Su, doğadaki en bol ve en iyi çözücüdür.
Elementlerin kimyasal süreçler altında;
çözünmesi/serbestleşmesi,
taşınması,
depolanması,
yüzeysel ortam koşullarında kimyasal reaksiyonların gelişmesi,
için
en uygun koşullar suyun varlığı ile söz konusu olmaktadır.
Suyun yüzeysel ortam koşullarında minerallerin alterasyonu
(değişim/dönüşümleri) üzerindeki etkisi üç ayrı biçimde söz konusu olup,
bunlar;
-Hidroliz
-Hidrasyon
-Dehidrasyon
şeklinde sıralanabilmektedir
MADEN YATAKLARIN OLUŞUM SÜREÇLERİ - YÜZEYSEL ORTAMLAR
Hidroliz için,
Albit- Kaolinit dönüşümü;
2NaAlSi3O8 + 2H+ + 9H2O  H4Al2Si2O9 + 4H4SiO4 + 2Na+
Hidrasyon için,
Kernit-Tinkalkonit dönüşümü;
Na2O.2B2O3.4H2O + H2O  Na2O.2B2O3.5H2O
Dehidrasyon için;
Jips-Anhidrit dönüşümü;
CaSO4.2H2O  CaSO4 + 2H2O
örnek verilebilir.
MADEN YATAKLARIN OLUŞUM SÜREÇLERİ - YÜZEYSEL ORTAMLAR
pH ve Eh durumu
MADEN YATAKLARIN OLUŞUM SÜREÇLERİ - YÜZEYSEL ORTAMLAR
topoğrafik özellikler
MADEN YATAKLARIN OLUŞUM SÜREÇLERİ - YÜZEYSEL ORTAMLAR
organizma faaliyetleri
MADEN YATAKLARIN OLUŞUM SÜREÇLERİ - YÜZEYSEL ORTAMLAR
elementlerin hareketliliği
MADEN YATAKLARIN OLUŞUM SÜREÇLERİ - YÜZEYSEL ORTAMLAR
Yüzeysel ortam koşullarında;
gerek kayaç ve cevher minerallerinin bozunması sırasında,
gerek bozunma ürünlerinin taşınması sırasında
gerekse de bir çökelme ortamına ulaşılmasından sonra
fiziksel, kimyasal veya biyolojik süreçlerin etkisi altında
ürünlerin depolanması sürecinde ekonomik değeri olan elementler ve
mineraller zenginleşebilirlerse,
cevherleşmeler ve/veya maden yatakları
oluşmaktadır.
MADEN YATAKLARIN OLUŞUM SÜREÇLERİ - YÜZEYSEL ORTAMLAR
Kimyasal bozunma sırasında serbestleşen iyonlardan hareketliliği yüksek olanlar su
içinde çözülü olarak ortamdan uzaklaşırken, hareketliliği düşük olanların bozunma
bölgesinde oksitli ve hidroksitli mineraller şeklinde depolanması sonucunda
gerçekleşen zenginleşmeler kimyasal kalıntı tipi zenginleşmeler/yataklar olarak
tanımlanmaktadırlar.
Ekonomik değeri olan elementlerin sulu ortamlar içinde zenginleşmeleri ve kimyasal
süreçlerle çökelmeleri sonucu oluşan zenginleşmeler kimyasal sedimanter
zenginleşmeler/yataklar olarak adlanmaktadırlar.
Fiziksel parçalanma ve dağılma sonucu taneler şeklinde serbestleşen bozunma
ürünlerinin, değişik yerlerde depolanması şeklinde oluşmuş zenginleşmeler plaser
tipi zenginleşmeler/yataklar olarak isimlendirilmektedir.
MADEN YATAKLARIN OLUŞUM SÜREÇLERİ - YÜZEYSEL ORTAMLAR
Canlıların ve organik maddelerin etkisiyle gelişmiş zenginleşmeler biyolojik veya
biyosedimanter zenginleşmeler/yataklar olarak isimlendirilmektedirler.
Bozunma sırasında, daha önceden oluşmuş maden yataklarının veya
cevherleşmelerin ikincil olarak zenginleşmeleri ve/veya ikincil zonlanmaların
gelişmesi de olasıdır. Bu ikincil zenginleşmeler ve zonlanmalar özellikle sülfürlü
cevherleşmelerde daha yaygın olup, oksidasyon ve sementasyon zonu
zenginleşmeleri olarak bilinmektedirler.