BAĞCILAR BURHAN (TARSUS-MERSİN) KİREÇTAŞLARININ HAMMADDE ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Transkript

1 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ İlhan BULDU BAĞCILAR BURHAN (TARSUS-MERSİN) KİREÇTAŞLARININ HAMMADDE ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ADANA, 2006

2 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BAĞCILAR BURHAN (TARSUS-MERSİN) KİREÇTAŞLARININ HAMMADDE ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI İlhan BULDU YÜKSEK LİSANS TEZİ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Bu tez.../.../... Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği/Oyçokluğu İle Kabul Edilmiştir. İmza... İmza... İmza... Prof.Dr. Fikret İŞLER Doç.Dr. Ergül YAŞAR Yrd.Doç.Dr. Mustafa AKYILDIZ DANIŞMAN ÜYE ÜYE Bu tez Enstitümüz Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No : Prof. Dr.Aziz ERTUNÇ Enstitü Müdürü İmza ve Mühür Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge, şekil ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

3 ÖZ YÜKSEK LİSANS TEZİ BAĞCILAR-BURHAN (TARSUS İÇEL) KİREÇTAŞLARININ HAMMADDE ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI İlhan BULDU ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Danışman : Prof.Dr. Fikret İŞLER Yıl : 2006, Sayfa: 24 Jüri : Prof.Dr. Fikret İŞLER Doç.Dr. Ergül YAŞAR. Yrd.Doç.Dr. Mustafa AKYILDIZ Kireçtaşları çimento endüstrisinde hammadde olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada Bağcılar-Burhan (Tarsus-Mersin) beldeleri arasındaki yüzeyleyen karbonatlı birimlerin çimento hammaddesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. İlk olarak alanının 1 / ölçekli detay jeolojik haritası ve ayrıca derinliğe bağlı olarak birimlerin değişimi 18 adet toplam 505 m sondaj verisi ile değerlendirilmiştir. Bölgedeki karbonatlı kayaçların yapılan kimyasal analiz sonuçlarına göre bölgede çimento sektöründe kullanmaya uygun 2,15 milyon ton rezerv tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Kireçtaşı, Sondaj, Çimento, Rezerv I

4 ABSTRACT MSc THESIS INVESTIGATION OF THE LIMESTONE USAGE AS THE RAW MATERIALS IN BAĞCILAR - BURHAN (TARSUS MERSIN) AREA İlhan BULDU DEPARTMENT OF GEOLOGICALY ENGINEERING INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF ÇUKUROVA Supervisor : Prof.Dr. Fikret İŞLER Year: 2006, Pages: 24 Jury : Prof.Dr. Fikret İŞLER. Assoc. Prof.Dr. Ergül YAŞAR Assist. Prof.Dr. Mustafa AKYILDIZ The carbonate rocks constitutes the higher portion of the raw material in cement industry. In this study, the usage as a cement limestone raw materials of Bağcılar and Burhan ( Tarsus-Mersin) regions were investigated, to be used as raw material in the cement industry. First of all the 1:10000 scale detail geological map of the region was prepared. Then, the thicknesses and the underground variation of the units were investigated by 18 boreholes with total depth of 505m. According to the chemical analysis, 2.15 million tonnes of appropriate reserve was determined to be used in cement industry. Keywords: Limestone, Drilling, Cement, Reserve II

5 TEŞEKKÜR Yüksek Lisans Tez çalışmamda, tez süresi boyunca yapıcı öneri ve eleştirileri ile beni yönlendiren danışman hocam Prof. Dr. Sn. Servet YAMAN a ve Prof. Dr. Sn. Fikret İŞLER e; Tez çalışmalarım süresince gösterdikleri anlayıştan dolayı Jeoloji Mühendisliği Bölüm ü hocalarına, Doç. Dr. Sn. Ergül YAŞAR a ve Yrd. Doç. Dr. Sn. Mustafa AKYILDIZ a; Sondaj verilerini tezimde kullanmam konusundaki anlayışlarından dolayı; Çimsa Çimento San. ve Tic. A.Ş. Genel Müdürü Sn. Mehmet Hacıkamiloğlu, Genel Müdür Yardımcısı Sn. Basri Dinçer ve Üretim Müdürü Sn. Levent Öncel e; Analizlerin yapılmasındaki katkılarından dolayı Kalite Kontrol Şefi Sn. Müge Yanç a; Tezimin hazırlanmasındaki önerilerinden dolayı Hammadde Araştırma ve Uygulama Şefi Sn. Enis Solakoğlu ve Jeoloji Mühendisi Dr. Sn. Ali Uygun a; İngilizce çevirilerimde yardımcı olan Sn. Erkut Yenen e; Tez çalışmam boyunca maddi ve manevi desteklerini esirgemeyen ailem; İlknur Buldu, Aysel Buldu, Latife Kökdil, Ahmet Kökdil ve oyun zamanlarını çalışmam için feda eden oğlum Hasancan Buldu ya; Sonsuz teşekkürlerimi sunarım. III

6 İÇİNDEKİLER SAYFA ÖZ......I ABSTRACT......II TEŞEKKÜR......III İÇİNDEKİLER......IV ŞEKİL DİZİNİ......VI 1.GİRİŞ ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR MATERYAL VE METOD Büro Çalışmaları Çimento Hakkında Genel Bilgi Gri Portland Çimento Üretimi ve Hammaddeleri Gri Portland Çimento Üretimi Gri Portland Çimento Hammaddeleri (1.). Kalker (Kireçtaşı) (2.). Kil Hammadde Temini ve Ocak İşletilmesi Saha Çalışmaları Laboratuar Çalışmaları ARAŞTIRMA BULGULARI Bölgedeki Birimler Handere Formasyonu Alüvyon (Qal) Kaliçi (Qk) Rezerv Görünür Rezerv Muhtemel Rezerv Mümkün Rezerv Potansiyel Rezerv Marjinal Rezerv Atıl Rezerv Jeolojik Rezerv Rezerv Hesaplama Yöntemleri Poligon Yöntemi...26 IV

7 Üçgen Yöntemi Kesit Yöntemi Eşyükselti Eğrileri Yöntemi Rezerv Hesaplama Tekke Akkoç Tepe Arası Akkoç Tepe Batısı SONUÇLAR VE ÖNERİLER KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ EKLER DİZİNİ V

8 ŞEKİL DİZİNİ SAYFA Şekil 1.1. İnceleme alanı yer bulduru haritası...2 Şekil 1.2. Çalışma alanının uydu görüntüsü Şekil 1.3. Çalışma Alanı ve Çimsa Çimento Yerleşimini Gösteren Uydu Görüntüsü 3 Şekil 3.1. Çeneli kırıcı çalışma prensibi Şekil 3.2. Kalker homojenizasyonu çalışma prensibi Şekil 3.3. Kalker ve kil hammaddelerine ait tipik kimyasal analiz sonuçları...15 Şekil 4.1. Mersin bölgesinin genelleştirilmiş dikme kesiti..18 Şekil 4.2. Handere Formasyonu üzerine gelen kaliş 19 Şekil 4.3. Handere Formasyonu içerisindeki kiltaşı-marn-silttaşı birimi 20 Şekil 4.4. Adana ve Mersin çevresinde Kuvaterner birimlerinin gelişimini.. gösteren blok diyağram ve enine kesit 22 Şekil 4.5. Kalişin genel görünümü...23 Şekil Poligonların oluşturulması Şekil Poligonların oluşturulması Şekil 4.7. Kesit yöntemi Şekil 4.3. Eş yükselti eğrileri yöntemi VI

9 1. GİRİŞ İlhan BULDU 1. GİRİŞ Bu çalışma ile Bağcılar Burhan (Mersin KD su) Beldeleri arasındaki kireçtaşlarının özelliklerinin araştırılması, yüzeylenen ve yeraltı birimlerinin jeolojik ve kimyasal özelliklerinin incelenmesi ve çimento sektöründe kullanılabilirliğinin saptanması amaçlanmıştır. İnceleme alanı Mersin ilinin yaklaşık 15km K-KD sunda Bağcılar Burhan Beldeleri arasında yaklaşık 52 km 2 lik alanı kapsamaktadır (Şekil 1.1., Şekil 1.2., Şekil 1.3.). Bu alan 1/ ölçekli Mersin O33 a2, Mersin O33 a3, Mersin O33 b1 ve Mersin O33 b4 paftalarında yer almaktadır. Topografik yükseltiler m arasında değişmektedir. Genel olarak topografik eğimin güneyden kuzeye doğru arttığı gözlenmektedir. İnceleme alanında sürekli akan su bulunmamakla birlikte çoğu zaman kuru olan çok sayıda irili ufaklı dereler bulunmaktadır. Bitki örtüsü olarak; inceleme alanında meyve bahçeleri, üzüm bağları, ve alanın ortasında ise ormanlık araziler yer almaktadır. Bölgede Akdeniz iklimi hüküm sürmekte olup, yazlar sıcak ve kurak, kışlar ılık ve yağışlıdır. Bölge içerisinde yer alan önemli yerleşim yerleri; Bağcılar Burhan Beldeleridir. İnceleme alanında asfalt ve stabilize köy ve tarla yolları ile ulaşım rahatlıkla sağlanabilmektedir. Daha önce inceleme alanının kuzeyinde, ve doğusunda kalan alanlarda çeşitli jeolojik çalışmalar yapılmıştır. Batıda ise Mersin ili civarında yüzeylenen birimler ile ilgili bir çok jeolojik çalışma yapılmıştır. Ancak bu iki alan arasında kalan inceleme alanında bulunan karbonatların çimento sektöründe kullanılabilirliği ve rezervi konusunda yapılan çalışma bulunmadığından bu çalışmanın yapılması düşünülmüştür. Bu çalışma ile inceleme alanındaki birimlerin jeolojik özellikleri incelenerek, Kaliçi ve Handere Formasyonunda 18 adet sondaj noktası belirlenerek 505 m karotlu sondaj yapılmıştır. Kaliçi ve Handere formasyonunda yapılan sondajlardan çıkan karotlardan 128 adet numune alınarak analiz yaptırılmıştır. Analizler harita üzerinde değerlendirildiğinde, 2,15 milyon ton Kireçtaşı + Kaliş, rezervi hesaplanarak bunların çimento sektöründe kullanılabileceği tespit edilmiştir. 1

10 1. GİRİŞ İlhan BULDU Şekil 1.1. Çalışma Alanının Yer Bulduru Haritası. 2

11 1. GİRİŞ İlhan BULDU Şekil 1.2. Çalışma Alanın Uydu Görüntüsü. Şekil 1.3. Çalışma Alanı ve Çimsa Çimento Yerleşimini Gösteren Uydu Görüntüsü 3

12 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR İlhan BULDU 2. ÖNCEKI ÇALIŞMALAR Schmidt (1961), yılları arasında Adana bölgesinin genel stratigrafisini sistemli olarak çalışmış ve 47 kaya birimini ayırtlayarak isimlendirmiştir. Bu çalışmaların sonucunda Bulgurdag petrol sahasını belirleyerek petrolün gömülü tepe ile stratigrafik kapanlarda olabileceğini ortaya koymuştur. Yazarın önerdiği isimlerin büyük bir çoğunluğu hala kullanılmaktadır. Ilker (1975), Adana havzasının kuzeybatı kesiminin jeolojisini inceleyerek bölgenin 1/ ölçekli jeoloji haritasını hazırlamış, havzanın petrol olanaklarını araştırmış ve bu havzada Paleozoyik ten Kuvaterner e kadar gelişmiş olan bütün formasyonları incelemiştir. Paleozoyik te fosilli Permiyen mostraları, Mesozoyik te Yavça Formasyonu dışında üç şerit halinde uzanan kalın karbonat istifinin varlığını işaret etmiştir. Mesozoyik in son sediman topluluğu olan Yavça Formasyonu nun detritik karbonatlardan oluştuğunu ve Permiyen Mesozoyik kireçtaşları ile ultrabazik kayaları diskordanslı olarak örttüğünü belirtmiştir. Senozoyik te ise Alt Eosen in varlığını göstererek Alt Miyosen de; Sebil, Gildirli, Karaisalı, Orta Miyosen de; Güvenç, Alibeyli, Cingöz, Üst Miyosen de; Kuzgun, Memişli, Sucular formasyonları ile Pliyosen de Handere Formasyonu nun ayrıntılı olarak incelemiştir. Yetiş ve Demirkol (1984), Adana baseninin kuzey kuzeybatısının stratigrafisine ilişkin gözlemlerinde; bazı yazarlarca Adana havzası çökel istiflerinin Burdigaliyen Güncel aralığında durulduğunu bildirmesine rağmen yazarlar, bölgenin yaşının Oligosen belki de Üst Eosen e indirmemek için elde verilerin olmadığını fakat Adana havzası kuzeyinde denizel Lütesiyen mostralarının bulunduğunu ve bu birimlerin üzerinde karasal nitelikli Oligosen çökellerinin uyumsuzlukla geldiğini belirtmişlerdir. Gürbüz (1985), Karaömerli Balcalı (Kuzey Adana) bölgesi arasında yüzeylenen (Üst Miyosen Pliyosen) tortul istifini sedimantolojik açıdan inceleyerek bölgedeki çökelme modelini saptamışlardır. 4

13 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR İlhan BULDU Lagap (1985), Kıralan Karakılıç Karaisalı (Kuzeybatı Adana) Alanının Litostratigrafik Kronostratigrafik İncelemesi ni yüksek lisans tezi olarak hazırlayıp Paleozoyik te Yerköpri ve Yellikaya formasyonlarını ilk kez adlandırmış, Mesozoyik te Demirkazık kireçtaşı, Senozoyik te Gildirli, Kaplankaya, Güvenç formasyonları ve Karaisalı kireçtaşı ile alüvyon, taraça ve traverten ayırtlamıştır. Çavuşgil (1985), Adana Kurttepe akarsu sekilerinde yer alan kaliş ve Akdeniz kırmızı topraklarının oluşumları ve birbiriyle olan ilişkileri üzerine çalışma yapmıştır. Yetiş ve Demirkol (1986), Adana Baseni Batı Kesiminin Detay Jeoloji Etüdü isimli çalışmalarında temeli Paleozoyik yaşlı Yerköprü ve Karahamzauşagı formasyonlarının oluşturdugunu, Triyas Kretase yaşlı Demirkazık Formasyonu ile havzanın düşey salınımlarla derinleştigi kesimlerde Üst Kretase yaşlı Yavça Formasyonu nun bulunduğu belirlemişlerdir. Allokton konumlu Kızıldağ melanjı ve Faraşa ofiyolitinin bölgeye Mestrihtiyen de yerleştigini ifade etmişlerdir. Senozoyik te ise Tersiyer birimleri Paleozoyik ve Mesozoyik yaşlı litostratigrafi birimlerinin oluşturdugu düzensiz bir paleotopografya üzerinde gelişmiş oldugunu belirtmişlerdir. Kısa mesafelerde yatay ve düşey geçişler gösteren Tersiyer birimlerini Gildirli, Karsantı, Kaplankaya, Karaisalı, Güvenç, Cingöz, Kuzgun, Handere formasyonlarının oluşturduğunu ortaya koymuşlardır. Yetiş (1988), 3000 km 2 lik bir alanı kaplayan Adana havzasında havzayı karakterize eden 12 jeolojik birim ayırtlamıştır. Bunlar; Oligosen Alt Miyosen yaşlı Karasal Gildirli formasyonu, Gölsel Karsantı Formasyonu, Miyosen Denizinin transgresyonu ile gelen sıg denizel kırıntılı Kaplankaya Formasyonu, resifal kireçtaşlarından oluşan Karaisalı Formasyonu, pelajik foraminiferli Güvenç Formasyonu, türbiditik karakterli Cingöz Formasyonu, bunların üzerine sığlaşan deniz üzerinde sığ denizel ve karasal kırıntılı Kuzgun Formasyonu ve regresif Handere Formasyonu n geldiğini belirlemiş olup, bütün Tersiyer yaşlı birimler Kuvaterner yaşlı teras, kaliş, ve alüvyonların örtüldüğünü bildirmiştir. 5

14 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR İlhan BULDU Yaman (1991), Gözne Fındıkpınarı bölgesinde yapmış olduğu çalışmada Permiyen, Jura, Kretase yaşlı kireçtaşları ile amfibolit, bazalt ve radyolarit içeren ofiyolitli Fındık karmaşığı, harzburjit ve bunları kesen izole diyabaz dolerit dayklarından oluşan Mersin ofiyoliti ni ve bunların üzerine uyumlu, kumlu, killi karbonatlı Kaplankaya Formasyonu ve Karaisalı kireçtaşının geldiğini tespit etmiştir. Ünlügenç (1993), Türkiye nin güneyindeki Adana Baseninde Senozoyik sedimantasyonunu kontrol eden doktora çalışmasında; Pozantı Karsantı hattı ve güneyindeki Akdeniz e kadar varan bir alanda yaklaşık 3500 km 2 lik bir bölgenin detay stratigrafik, sedimantolojik incelemesini yaparak, Adana Baseni nin peripheral foreland basen modelinde geliştiğini, havza içerisinde ayırtlamış olduğu 22 adet formasyonunun yanal ve düşey yönde ani fasiyes değişiklikleri sunduğunu açıklamıştır. Ayrıca sismik refleksiyon ve kuyu verileri desteği ile bölgenin tektonik ve tektono-stratigrafik incelemesini yaparak Geç Tersiyer döneminde basenin açılma tektoniği etkisi altında kaldığını rapor etmiştir. Şenol ve dig. (1995), Doğu Akdeniz bölgesinde Mersin ilinin içinde bulunduğu Mersin 033 1/ lik paftasını incelemişlerdir. Bu çalışmada ölçekli detay jeolojik araştırmalar yapılmıştır. Bölgede yüzlek veren birimler belirlenerek haritalanmıştır. Şenol ve diğerleri (1998), Mersin ilinin içinde bulunduğu 1/ lik Mersin 033 paftasını inceleyerek, Paleozoyik yaşlı Karahamzauşağı Formasyonu nun sığ-derin deniz ortamında çökelmiş kayaçlardan oluştuğunu, Üst Kretase zamanında bölgeye sürüklenerek gelen ofiyolitli melanj çok değişik ortam koşullarında çökelen kayaç kırıntılarını ve bloklarını içerdiğini ve uzun bir süre aşınma dönemi geçiren bu birimler üzerine uyumsuz olarak gelen birimlerden Gildirli Formasyonu akarsu, geçiş ortamı ve sığ deniz ortamlarında, Karaisalı Formasyonu derin deniz ve sığ deniz ortamlarında, Kuzgun Formasyonu sığ deniz, geçiş ortamlarında, Handere Formasyonu sığ deniz, geçiş ve akarsu ortamlarında çökeldiğini belirtmiştir. Kuvaterner birimlerinin yüksek sekilerde, akarsu sekilerinde, kıyı ve deltalarda çökeldiğini belirterek, bu zamanda bölgede oluşan morfolojik birimler üzerinde kalişlerin geliştiğini tespit etmiştir. 6

15 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR İlhan BULDU Karaca (2002), Mersin Esenli Köyü civarının katı atık depolama alanı olarak jeolojik ve jeoteknik yönden incelemiştir. Çalışmada açılan karotlu sondaj kuyularından edinilen karot örneklerin incelenmesi sonucu Esenli Köyü civarındaki birimlerin Güvenç Formasyonu olduğunu belirtmiştir. Sevimli (2003), Mersin Demirhisar Köyü civarının jeolojik ve sedimantolojik incelemesini yapmıştır. Çalışmada, Adana Baseni doğusunda yer alan Gildirli, Kaplankaya ve Cingöz Formasyonlarının çalışma alanında çökelmediğini belirtmiştir. 7

16 3. MATERYAL VE METOD İlhan BULDU 3. MATERYAL METOD Bu çalışma; arazi çalışmaları, laboratuar çalışmaları ve büro çalışmaları olmak üzere üç aşamada hazırlanmıştır. 3.1 Büro Çalışmaları Büro çalışmaları iki ana bölümden oluşmaktadır. İlk aşamada saha çalışmaları öncesi Adana havzasıyla ilgili genel çalışmalarla, inceleme alanına yakın bölgeleri kapsayan önceki çalışmalar ve çimento hammaddeleri konusunda genel bilgiler derlenerek saha çalışması öncesi ön hazırlıklar gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada arazi ve laboratuar çalışmaları ile derlenen sondaj numunelerinin analizlerinin yapılması sonrasında elde edilen bilgilerin değerlendirilerek rapor yazılması şeklinde gerçekleşmiştir Çimento Hakkında Genel Bilgi Çimento kelimesi; Latince de bağlayıcı anlamına gelen Kementum kelimesinden türetilmiştir. Çimento havada ve suda sertleşebilen ve sertleştikten sonra belirli sabit bir dayanımı ve hacmi olan Hidrolik Bağlayıcı dır. Burada bahsedilen Hidrolik Bağlayıcı ifadesinden ise, su ile karıştırıldığında sertleşebilen bağlayıcılar anlaşılmalıdır. Başlıca çimento çeşitleri: Doğal Çimentolar Sanayi Artıklı Çimentolar Demir oksitli Çimentolar Yüksek Alüminyumlu Çimentolar Magnezyumlu Çimentolar Yüksek Sülfatlı Çimentolar Kimyasal Çimentolar Puzolanlı Çimentolar Portland Çimentodur(P.Ç.). 8

17 3. MATERYAL VE METOD İlhan BULDU Dünyada ve Türkiye de en çok kullanılan ve üretilen çimentolardır. İlk defa 1824 de İngiltere de Joseph Aspdin tarafından üretilmiştir.ingiltere yakınlarında Portland adasından çıkarılan ve Portland taşı adı verilen malzemeden üretilmesi nedeniyle Portland Çimentosu adını almıştır. Bugün değişik türlerde ve amaçlarda üretimi yapılabilmektedir. Bazı portland çimento çeşitleri: Çabuk sertleşen P.Ç. Çabuk donan P.Ç. Demirli P.Ç. Beyaz P.Ç. Boksitli P.Ç. Normal P.Ç (Katkısız veya Katkılı gri Portland çimento ) Renkli P.Ç. Suya Dayanıklı Portland Çimentodur Gri Portland Çimento Üretimi ve Hammaddeleri Gri Portland Çimento Üretimi Gri portland çimentosunun katkılı ve katkısız olmak üzere genel anlamda iki türü vardır. Katkılı çimento, katkısız çimentonun içerisine bazı katkı maddeleri katılarak elde edilir. Değişik katkılar katılarak bu katkılı çimentonun ismi, katılan katkı türüne göre TÇ (Traslı Çimento),CÇ (Curuflu Çimento), PKÇ (Portland Kompoze Çimento) gibi isimler alırken katkı katılmayan gri çimento kısaca PÇ olarak bilinir. Aralarındaki tek fark budur. Bundan sonra katkılı çimento veya katkısız çimento diye özel olarak belirtilmeyecek, her ikisi de genel olarak gri çimento olarak adlandırılacaktır. Gri çimento ( Portland Çimentosu ) üretiminde ihtiyaç duyulan elementler aşağıda verilmiştir. CaO ( Kalsiyum Oksit ) Fe 2 O 3 ( Demir 3 Oksit ) SiO 2 ( Silisyum 2 Oksit ) Al 2 O 3 ( Alüminyum 3 Oksit ) 9

18 3. MATERYAL VE METOD İlhan BULDU Diğer bir ifade ile, Portland Çimentosu, yukarıdaki dört temel maddelerden oluşur. Gri Çimento Üretim aşamaları genel olarak 6 başlıkta toplanır. Bunlar: Ocaktan Hammadde temini ve kırma Hammadde Homojenizasyon Hammadde Öğütme Pişirme Çimento Öğütme Paketleme ve Sevkıyat şeklindedir Gri Portland Çimento Hammaddeleri Klinkerde başlıca kireç (CaO), silis dioksit (SiO 2 ), Alüminyum oksit (Al 2 O 3 ) ve demir oksit (Fe 2 O 3 ) ana yapıtaşından başka, alkali metal oksitler (Na 2 O/sodyum oksit ve K 2 O/potasyum oksit), magnezyum oksit (MgO) ve kükürt bulunmaktadır. Bu sebepten çimento imal etmek için element olarak Ca (Kalsiyum), Si (Silisyum), Al (Alüminyum) ve Fe (Demir) gerekmektedir. Bu elementleri ihtiva eden hammaddeler yer yüzünde büyük miktarda rezervlere sahip kalker ve kil yataklarıdır. Çimento hammaddeleri en basit şekliyle kalker ve kil komponentlerinden oluşmaktadır. Kalkerli komponenetler kireç taşının büyük kısmını teşkil ederken kil komponenti silis, alüminyum ve demir oksit ihtiva eder (1.). Kalker (Kireçtaşı) Kireçtaşları, tropik ve yarı tropik iklimlerde yaşayan tatlı su ve denizlerdeki organizmaların iskeletlerinden oluşmuşlardır. Bu tür şartlarda yaşayan organizmalar sudan CaC0 3 (Kalsiyum karbonat) alarak kendi iç ve dış iskeletlerini oluştururlar. Kabuklular, mercanlar, alg ve diğer organizmalar ölünce denizin dibine çökerek hemen tamamı CaC0 3 'ten oluşan sedimet (tortul/çökelti) tabakaları meydana getirirler. Geniş alanlara taşınan kabuklular gömüldükten sonra sıkışıp birbirine yapışarak tamamen fosil kabuklardan oluşan kireçtaşlarını meydana getirirler. 10

19 3. MATERYAL VE METOD İlhan BULDU Sediment kayalar (kalker) çimento endüstrisi açısından en önemli kayaç grubundandır ve yoğunluğu 2.7gr/cm³ dür. Tabiatta kalkerler çok nadir olarak saf halde yani %100 CaC0 3 olarak bulunurlar.böyle olanlar kalsit ve aragonittir. CaC0 3 ihtiva eden hareketli yer altı suları hiç bir minerale karışmadan yüzeye çıkarlarsa olduğu yere çökelen bu kalsiyum karbonatlar büyük oranda saf olurlar. Saf kireçtaşları dışındaki yer yüzünde yaygın olarak bulunan gerçek denizel veya gölsel kireçtaşları hemen her zaman %3-5 oranında başka mineral veya kırıntılar ihtiva ederler. Başlıcaları oksit/sülfat gibi demir bileşikleri, magnezyum gibi mineraller, kum taneleri ve killerdir. Bu bakımdan kireç içindeki değişik orandaki minerallerden dolayı renk değişiklik gösterir (2.). Kil Kil, taşların ve maden kütlelerinin parçalanmalarıyla hasıl olan 4 mikron veya daha küçük boyutlu taneciklerin yığışmasıyla oluşan bir sedimentar (tortul) kayaçtır. Ufak boyutlara ayrılan taş ve madenlerin büyük kısmı su veya diğer çözücü doğal sıvılar tarafından kimyevi yollarla eritilerek çözüldüklerinden taneli vasıflarını koruyamazlar ve farklı bileşiklere dönüşürler. Bunlardan sadece küçülen ve taneli vasıflarını koruyabilenler kili meydana getirirler. Çözünmeye karşı dayanıklı olanlar başta silisyum (Si), alüminyum (Al) olmak üzere magnezyum (Mg), demir (Fe), titanyum (Ti) gibi dayanıklı elemanlar olup birbirleriyle veya çözünmüş haldeki sodyum (Na), potasyum (K) ve kalsiyum (Ca) iyonlarıyla birleşerek kil minerallerini meydana getirirler Hammadde Temini ve Ocak İşletilmesi Granüle yüksek fırın curufu ve uçucu kül dışındaki hammadde ve katkı maddeleri ocak açılarak elde edilir. Çimento klinkeri üretiminde ana girdi olarak kullanılan kalker ve kil fabrika civarındaki ruhsatlı hammadde sahalarından sağlamaktadır. Ocaklar açık işletme metodu ile işletilmekte olup malzeme hazırlığında önce lâğım delikleri delinerek içerisine dinamit ve Anfo dan oluşan patlayıcı madde yerleştirildikten sonra 11

20 3. MATERYAL VE METOD İlhan BULDU elektrikli kapsül veya katranlı fitil+adi kapsül yardımı ile patlatılarak yerinden çıkarılan malzeme lastik tekerli loder ve/veya beko kepçe yardımıyla kamyonlara yüklenip konkasörlere sevk edilir. Ocaklarda hazırlanan hammaddeler (Kalker+Kil) doğrudan farin imalinde kullanılacak incelikte olmadığından kırma işlemine tabi tutulurlar. Çekiçli kırıcı ve Çeneli kırıcı olmak üzere iki türlü kırıcı vardır. Çekiçli kırıcılar darbe etkisiyle malzemeyi kırarken çeneli kırıcılar, malzemeyi titreşimli presleme prensibine dayanarak kırma yaparlar. Aşağıdaki şekilde çekiçli kırıcının çalışma prensibi görülmektedir (Şekil 3.1.). Şekil 3.1. Çekiçli kırıcı çalışma prensibi Gri çimento klinkeri üretimi için, kalker ve kilin kompozisyonuna göre kimi zaman demir cevheri kimi zamanda silis kumu katılarak malzeme karışımları farin değirmenlerine sevk edilir. Kalker kırıldıktan sonra, kalker homojen stokholüne verilir. Buradan Malzeme Alıcısı vasıtasıyla Farin Değirmenleri bunkerlerine gönderilir. Kırılan kil ise kil stokholüne verilerek, buradan Gezervinç vasıtasıyla farin değirmenleri bunkerlerine beslenir. Kalker bilindiği üzere farin oluşumunda daha çok kullanılan ve ana bileşen olup, sabit kimyasal komponentlere sahip değildir. Kalkerin kimyasal bileşimindeki sapmalar, farin ve klinker kalitesini dolayısıyla da çimento kalitesini doğrudan 12

21 3. MATERYAL VE METOD İlhan BULDU etkilemektedir. Bu nedenle, bu sapmaların asgari düzeye indirilmesi için kalker ön homojenleştirme işlemine tabi tutulur. Çalışma prensibi Şekil 3.2.de gösterilmiş olup, bir yığıcı tarafından kırıcılarda kırılan kalker, bir ay şeklinde dağıtılır. Kalkerdeki değişimler her bölgeye dağıtıldığı için, ay şeklindeki kalker yığınının her bölgesinde, değişen kalkere rastlanır. Homojenizasyon işlemi sonucu, kalkerdeki 10 birimlik dalgalanma 1 birime düşer. Şekil 3.2. Kalker Homojenizasyonu çalışma prensibi Kalker ve Kil, belirli oranlarda karıştırılıp öğütülmek üzere Farin Değirmenlerine beslenir. Bu karışımın öğütülmüş haline Farin denir. Değirmene beslenen malzemenin kimyasal içerik olarak kontrollü beslenmesi gerekmektedir. Çünkü, çimento üretimi için bu şarttır. Çimento üretiminde gerekli olan CaO, SiO 2, Al 2 O 3 ve Fe 2 O 3 karşılamak için kullanılan yukarıda açıklanan hammaddeler rasgele karıştırılmaz. Bu maddelerin belirli oranlarda olması gerekir. Bu oranların tayini için bazı değerler geliştirilmiştir. Bunlar ; 1) Silikat Modülü : SiO 2 Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 13

22 3. MATERYAL VE METOD İlhan BULDU Silikat Modülünün ; 2,3 2,7 arasında olması istenir. 2) Alüminyum Modülü : Al 2 O 3 Fe 2 O 3 Alüminyum Modülünün; 1,3 1,6 arasında olması istenir. 3) Kireç Standardı : 100 * CaO 2,8 * SiO 2 + 1,18 * Al 2 O 3 + 0,65 * Fe 2 O 3 Kireç Standardının arasında olması istenir. Kireç standardı bazı kitaplarda LSF olarak da bilinir. Bu, Kireç standardının ingilizcesinin baş harfleridir.silikat Modülü, Alüminyum Modülü ve Kireç Standardı değerleri, yukarıda belirtilen sınırlar içinde olacak şekilde kalker ve kil oranları ayarlanır. Bu oranlar kullanılan malzemelerin kimyasal kompozisyonuna göre değişmekle birlikte genel olarak kalker, kil, demir cevheri ve silis kumu oranları aşağıdaki gibidir. Kalker : % Kil : % Demir cevheri veya silis kumu : yaklaşık % 0,5 (SM ye göre gerektiğinde) Hammaddeler, yaklaşık olarak yukarıdaki oranlarda karıştırılırsa, daha önce ifade edilen çimento üretimi için gerekli modüller, istenen değerlerde olmaktadır. Aşağıda çalışma alanımızdaki tipik kalker ve kil hammaddelerine ait analiz görülmektedir (Şekil 3.3). 14

23 3. MATERYAL VE METOD İlhan BULDU KALKER KİL SiO2 2,95 35,50 Al2O3 0,55 8,25 Fe2O3 0,31 4,89 CaO 52,90 24,34 MgO 0,51 2,76 K2O 0,07 1,65 Na2O 0,03 0,09 SO3 0,05 0,07 Rutubet 10,00 22,00 LOI 42,14 22,13 TOPLAM 99,51 99,68 SM 3,43 2,70 KS 580,65 21,67 Şekil 3.3. Kalker ve kil hammaddelerine ait tipik kimyasal analiz sonuçları 3.2. Saha Çalışmaları Öncelikli olarak inceleme alanında yüzeylenen birimlerin sınırları ve ölçülebilen yapısal unsurları 1/ ölçekli jeolojik harita üzerine işlenmiştir. Harita çalışmaları sonrasında sahada yapılacak sondaj lokasyonları tespit edilmiştir. Sondajın tamamlanmasından sonra alınan karotlar değerlendirilerek temsili karot numuneleri alınmıştır Laboratuar Çalışmaları Saha çalışmaları sonucunda derlenen karot numuneleri, Çimsa Çimento San. Ve Tic. A. Ş. laboratuarlarında X-Ray Fluoresans Spektrometre ( XRF ) yöntemi ile analiz yapılmıştır. X-Ray Fluoresans Spektrometre, katı,toz,sıvı haldeki numunelerden, periyodik cetvelde bulunan Borondan-Uranyuma kadar tüm elementleri, ppm - %100 15

24 3. MATERYAL VE METOD İlhan BULDU konsantrasyon aralığında kantitative ölçüm yapabilen bir cihazdır. Çalışma prensibi: X ışını radyasyonu üreten rh-anod tüpünden gelen ışın numuneye çarpar.her element kendine ait farklı dalga boyunda ikincil bir yansıma verir. Numuneden yansıyan ışık fluoresans radyasyon olarak tanımlanır. Bu ikincil ışın numune içerisindeki elementin konsantrasyonuna bağlı olarak artar veya azalır. Bu ışın dedektöre şiddet olarak gelir ve dedektörde elektronik sinyallere çevrilir. Bu sinyaller kalibrasyon sistemi ile konsantrasyona çevrilir. 16

25 4. ARAŞTIRMA BULGULARI İlhan BULDU 4. ARAŞTIRMA BULGULARI İnceleme alanında bulunan jeolojik birimler şunlardır: Yaşlıdan gence doğru sırasıyla; Üst Miyosen-Pliyosen yaşlı Handere Formasyonu ile Kuvaterner yaşlı alüvyon ve kalişdir. Mersin bölgesinin genelleştirilmiş dikme kesiti (Şenol ve diğ., 1998) aşağıda verilmiştir (Şekil 4.1) Bölgedeki Birimler: Handere Formasyonu (Tha) Handere Formasyonu ilk defa Schmidt (1961) tarafından tanımlanmıştır. Birim inceleme alanında Bahçeli Beldesi ve Bağcılar Beldesi arasında çalışma alanının büyük kısmında yüzeylenmektedir. Birim 50 m ile 193 m yükseklik arasında değişen, yayvan bir topografya göstermektedir. Birim, inceleme alanında gözlenmemekle birlikte, Kuzgun Formasyonu nun üzerine uyumlu olarak gelmektedir. Birimin üzerine ise uyumsuz olarak Kuvaterner yaşlı Kaliş ve Alüvyon oluşumları gelmektedir(şekil 4.2.). Kesin bir kalınlık ölçülememesine rağmen daha önceki çalışmalarda birimin kalınlığının m arasında değiştiği ifade edilmiştir ( Şenol ve dig., 1995). Üst Miyosen de (Messiniyen) bölgede uzunca bir zaman hüküm süren kurak ve sıcak iklim (Messiniyen kriz dönemi) nedeni ile denizel çökellerin yanı sıra jips (anhidrit) ve tuz birimleri çökelmiştir. Daha sonra Pliyosen zamanında hüküm süren ılık ve yağışlı iklimler ile östatik deniz seviyesindeki oynamalara (transgresyon ve regresyonlar) bağlı olarak gelişen sığ deniz geçiş (kıyı, lagün, delta, gelgit) ve akarsu ortamlarında çökelen Handere Formasyonu içinde dört birim ayırtlanmıştır. Çoğu yerde bunlar birbirleri ile girik ve geçişli olan bu birimler; kiltaşı (şeyl) marn silttaşı birimi( Şekil 4.3.), fosilli oolitik kireçtaşı birimi, alçıtaşı (jips)birimi ve kumtaşı konglomera birimidir (Şenol ve dig., 1995). Yetiş ve diğ. (1995) e göre formasyon 17

26 4. ARAŞTIRMA BULGULARI İlhan BULDU Şekil 4.1. Mersin bölgesinin genelleştirilmiş dikme kesiti (Şenol ve diğ., 1998) 18

27 4. ARAŞTIRMA BULGULARI İlhan BULDU teknemsi çapraz tabakalı kaba taneli kumtaşı ve konglomeralı kanallı, orta sinüslü akarsu ortamında çökelmiş birimlerle başlamıştır ve bunların üzerinde kumtaşı, paralel laminalı silttaşları ve plaser benzeri kum-silt-çamur ardalanması, sığ denizel ve lagünel 25 m kalınlığındaki birim gastropod, ostrakod ve planktik foraminifer içerir. Formasyonun üst kısmında beyaz bej renkli ince tabakalı kalkerli silttaşları, kiltaşları ve yumuşak karbonatlı kumtaşları içerir (Yetiş ve dig.,1995). Şekil 4.2. Handere Formasyonu üzerine gelen Kaliş Birimin fosil içeriği; Şenol ve dig. (1995), birim içerisinde Xestoleberis glarescens, Callitocythere ennensis, Xestoleberis margaritae, Mutilus (A.) freundenthali, Paracypris polite, Cistacythereis pokornyi, Carinocytheresis antiquata antiquata, Carinocytheresis carinata, Cytheridea acuninate neopolitana, Heterocytheresis albomaculata, Cytherrella sordida, Loculicytheretta pavonia, Urocythereis favosa exedata, Urocythereis margaritifera margaritifera, Loxoconcha rhomboidea, Loxoconcha subovata, Paijenborcella mouliana fosillerini bularak birimin yaşının Üst Miyosen Pliyosen olduğunu belirlemişlerdir. 19

28 4. ARAŞTIRMA BULGULARI İlhan BULDU Şekil 4.3. Handere Formasyonu içerisindeki kiltaşı marn silttaşı birimi Gürbüz (1985), birim içerisinde Globorotalia margaritae Bolli ve Bermudez, Globorotalia altispira Cushman ve Jarvis, Loxoconcha minima Muller, Loxoconcha mülleri (Mehes), Urocythereis favosa exedata Uliczny, Aurila skalae Uliczny fosillerini saptamıştır. Tanar (1985) te birim içerisinde; Neverita cf. Josephinia Risso, Athleta (Athleta) fuciline cf. rarispina (Lamarck), Venus aff. Multilamella Lamarck, Cordita jouanneti laeviplana Depert fosillerini bularak birimin yaşının Messiniyen Pliyosen olması gerektiğini belirtmiştir. Çökelme Ortamı; Şenol ve dig., (1995), Handere Formasyonunun fasiyes özellikleri göz önüne alındığında, kurak sıcak iklimler ile sık sık değişen küçük ölçekli transgresyon ve regresyonlar sonucu oluşan sıg deniz ve geçiş (kıyı, lagün, delta, gelgit) ve akarsu ortamlarında çökeldiğini ifade etmiştir. Ünlügenç ve dig., 20

29 4. ARAŞTIRMA BULGULARI İlhan BULDU (1995.) formasyonun deltaik, sığ denizle, akarsu ve lagünel ortamda çökeldiğini ifade etmiştir Alüvyon (Qal) Çalışma alanında sadece kuru dere içlerinde tutturulmamış halde gözlenmektedir. Diğer tüm birimler üzerinde ve 0 ile 1 m arasındaki kalınlıklarda bulunmaktadır. Kuvaterner döneminde karasal ve geçiş ortamı koşullarının hüküm sürdüğü Adana Mersin bölgesinde oluşan birimler farklı fasiyes özellikleri göstermeleri nedeni ile Kalabriyen-Siciliyen zamanında oluşan birimler ve Tirreniyen-güncel zamanında oluşan birimler olarak iki bölümde incelenerek Şekil 4.4. te Kuvaterner birimlerinin gelişimini gösteren blok diyagram ve enine kesit verilmiştir (Şenol ve diğ., 1998). Alüvyon yelpazesi çökelleri / yüksek seki konglomeraları, kıyı çökelleri ve kalişi içermektedir (Şenol ve diğ., 1998). Yüksek Seki konglomeraları; Pliyosen - Pleyistosen zamanında oluşan bu yüzey kuzeyden güneye doğru göreceli olarak eğimi azalan doğubatı yönünde ondülasyon gösteren, enine ve boyuna onlarca km uzanımı olan, Adana- Mersin hattı güneyinde denize erişen etekdüzü şeklinde bir morfolojik birimdir. Alüvyon yelpazesi çökelleri bu birim üzerinde gelişmiş ve Kuvaterner başlarında bölgede kısa dönemler şeklinde hüküm süren flüviyal ve interflüviyal iklim koşullarında genellikle kuzeydeki Toros Dağı Ofiyolitik İtilme Kuşağında ayrışan materyalin moloz akıntısı ve çamur akıntısı şeklinde gelmesi sonucu oluşmuştur. Birim 2-25 cm boyutlarında çakıllı kum, silt ve kil matriksli karbonat çimento (kaliş) ile tutturulmuş, iç yapısız ve kötü boylanmalıdır (Şenol ve diğ., 1998). Kırıntılar ofiyolitik, metamorfik, mağmatik ve Neojen yaşlı sedimanter kayaçlardan türemiştir. Taban topoğrafyasına bağlı olarak ilksel durumda birbirlerinden kopuk irili ufaklı parçalar halinde olan bu birim daha sonra Pleyistosen-Holosen zamanında gelişen akarsular tarafından aşındırılarak üzerinde vadiler açılmış ve sık sık kesintilere uğramıştır(şenol ve diğ., 1998). İnceleme alanındaki birim tutturulmamış birimlerden oluşmaktadır. 21

30 4. ARAŞTIRMA BULGULARI İlhan BULDU Şekil 4.4. Adana ve Mersin çevresinde Kuvaterner birimlerinin gelişimini gösteren blok diyagram ve enine kesit (Şenol ve diğ., 1998) Kaliçi (Qk) Kırmızı toprakların ilk oluşum evresi olan paleosolik kaliş/kolon horizonunun üst bölümlerinin tamamen kalsitle doygun hale gelmesi ile sert kalişler oluşmuş ve alt bölümlere doğru paleosolik kaliş oluşumu devam etmektedir (Çavuşgil 1985; Şenol 1989). İlksel topografyaya uyumlu olarak uzanan ve 3 m. kalınlığına kadar erişebilen sert kaliş biriminin en üstünde, kırmızı toprak ile olan dokanağında 1-20 cm. kalınlıkta, ondüleli bir morfolojisi olan ve paralel laminalanmalar gösteren kalsit kabuk yer almaktadır (Şekil 4.5.). 22

31 4. ARAŞTIRMA BULGULARI İlhan BULDU Şekil 4.5. Kalişin genel görünümü 4.2. Rezerv Kaynağın varlığı arama çalışmaları ile belirlenmiş olan ve işletilebilirliği değerlendirme etütleri ile saptanmış olan bölümünü temsil etmektedir. Kaynak kavramının uzun vadeli ve genel bir kavram olmasına karşılık rezerv kavramı, hem kısa vadeli, hem ekonomik işletilebilirlik, hem de belirlilik taşıyan bir kavramdır. Kaynak, tüm mineral zenginlikleri içine alır. Gerek ekonomik işletilebilirlik açısından, gerek varlığın belirliliği açısından hiçbir şekilde sınırlandırılmamıştır. Rezerv ise hem ekonomik açıdan, hem de varlığın belirliliği açısından sınırlandırılmış olup, kaynağın ancak bir bölümünü temsil eder (Bumin, 1993 ). Bu bölümde (4.2.) aktarılanlar Sn. M. Bumin in Madencilikte Rezerv Hesaplama Yöntemleri adlı yayınından alınmıştır. 23

32 4. ARAŞTIRMA BULGULARI İlhan BULDU Kaynağın, rezerv terimi ile tanımlanan bu bölümünün dışında kalan kısmı da, iki ayrı bölümde ele alınır. Bunlardan birincisi, varlığı belirlenmiş olmakla birlikte işletilmesi teknik veya ekonomik nedenlerle günün koşulları altında olanaksız olan ve potansiyel terimi ile tanımlanan kaynaklardır.bunların rezerv haline gelebilmeleri, günün ekonomik ve teknik koşalarından daha elverişli koşulları gerektirir. Diğer taraftan, potansiyel olarak tanımlanan bölüm de kendi içerisinde iki ayrı kısımda ele alınabilir Görünür Rezerv: Üç boyutu ile belirlenmiş olan ve bu boyutlar içerisinde devamlılığı konusunda en az risk taşıyan cevher kütlesini belirtir. Hata sınırı ± %20 olarak kabul edilir Muhtemel Rezerv: İki boyutu ile belirlenmiş olan ve devamlılığı konusunda daha büyük risk taşıyan cevher kütlesini belirtir. Hata sınırı genellikle ± %40 olarak kabul edilir Mümkün Rezerv: Boyutları hiçbir şekilde belirlenmemiş olan ve varlığı ancak ümit edilen cevher kütlesini belirtir. Hata sınırı genellikle ± %50 nin üzerinde kabul edilir Potansiyel Rezerv: Yukarıda bahsedilen rezervlerin dışında kalan kısmı da, iki ayrı bölümde ele alınır. Bunlardan birincisi, varlığı belirlenmiş olmakla birlikte işletilmesi teknik ve ekonomik nedenlerle günün koşulları altında olanaksız olan ve potansiyel terimi ile tanımlana kaynaklardır. Bunların rezerv haline gelebilmeleri, günün ekonomik ve teknik koşullarından daha elverişli koşulları gerektirir. 24

33 4. ARAŞTIRMA BULGULARI İlhan BULDU Marjinal Rezerv: Günün ekonomik ve teknik koşulları altında işletilebilir olmamakla birlikte biraz daha iyi koşullarda işletilebilecek nitelikte olan cevher kütlesini içerir Atıl Rezerv: Çok daha iyi koşulları gerektiren ve dolayısı ile ancak uzak bir gelecekte işletilme olanağı bulabilecek cevher kütlesidir Jeolojik Rezerv: Daha çok Doğu Bloku Ülkelerinde kullanılan bir terimdir. Varlığı arama çalışmaları ile saptanmış olan fakat ekonomik açıdan tanımlanmamış olan cevher kütlesini temsil eder Rezerv Hesaplama Yöntemleri Rezerv hesaplamanın doğruluğu çok önemlidir. Hesaplana rezervin tonaj ve tenörünün olduğundan fazla veya düşük hesaplanması projenin karlılığına etki etmektedir. Maden cevherinin değerlendirilmesi tonaj ve tenöre bağlıdır. Bu nedenle toplam tonaj miktarı ile bu miktarın ortalama tenörünün doğru olarak saptanması gerekmektedir. Mineral yatağın ekonomik olarak değerlendirilip, değerlendirilmemesine karar verilir. Rezerv hesaplama yöntemlerinin hemen hepsi hata içermektedir. Hacim hesaplamalarında hacim hata ile ters orantılıdır. Rezerv hesaplama yöntemlerindeki hedef minimum hatadır. Bu nedenle maden sahası ile ilgili bilgiler mümkün olduğunca çok olmalıdır. Mineral rezerv hesaplaması için yıllardan beri çeşitli geleneksel yöntemler uygulanmaktadır. Geleneksel yöntemler maden rezervlerin gerçekçi global veya toplam hesaplanması sağlanmaktadır. Aşağıda bazı geleneksel yöntemler açıklanmıştır. 25

34 4. ARAŞTIRMA BULGULARI İlhan BULDU Poligon Yöntemi Bu yöntemde genellikle sondaj değerleri kullanılır. Birbirine yakın sondajlar doğrularla birleştirilir. Poligon yöntemindeki poligonlar, sondajları birleştiren doğruların orta dikmeleri çizilerek oluşturulur. Bu yöntem mineral kütleyi grafiksel olarak geometrik olarak poligon bloklara böler. Her poligon bloğu direk olarak sondaj verileri ile temsil edilir (Şekil ve Şekil Poligonların Oluşturulması). Her bir poligonu ölçülen alanı kalınlıkla çarparak hacim, yoğunlukla çarpılarak da poligonun mineral tonajı bulunur. Şöyle ki; V=S*t Burada; V: Poligonun hacmi S: Poligonun yüzey alanı t: Poligondaki cevher kalınlığı Hacmi tonaja dönüştürmek için; P= V*D Burada; P: Poligonun tonajı V: Poligonun hacmi D: Poligondaki malzemenin yoğunluğu Bu yöntemle her bir poligon sadece bir sondajla temsil edilmektedir. Bu nedenle sondajın ortalama tenörü temsil ettiği poligonun ortalama tenörü ile aynıdır. Yatağın toplam tonajı, poligonlardaki tonajların toplanması ile bulunur. Sondajların düzensiz olduğu durumlarda her bir poligon alanının ölçülmesi gerekmektedir. Bu yüzden poligonların alanlarının tek tek ölçülmesi zaman israfına neden olmaktadır. Ayrıca bu yöntem yüksek tenör içeren sondajlarda, blokların yüksek tenörlü olarak, düşük tenör içeren sondajlarda ise blokların düşük tenörlü olarak hesaplanmasına neden olmaktadır. Bu yöntem tabakalı yataklarda, geniş mercekli yataklarda ve stok tipi yataklarda başarıyla uygulanmaktadır. 26

35 4. ARAŞTIRMA BULGULARI İlhan BULDU 2 a) b) c) Şekil Poligonların Oluşturulması (a) 6 sondajın lokasyonunu, (b) Sondajlar doğrularla birleştirilmesi, (c) Sondajları birleştiren doğruların orta dikmeleri çizilerek poligonlar oluşturulması. 27

36 4. ARAŞTIRMA BULGULARI İlhan BULDU Şekil Poligonların Oluşturulması Üçgen Yöntemi Üçgenler komşu sondajların doğrularla birleştirilmesi ile oluşturulur. İdeal üçgen eşkenar üçgendir. Üçgenler en yakın sondajlar doğrularla birleştirilerek oluşturulur. Her bir üçgen köşelerindeki üç sondajla temsil edilir. Her bir üçgenin alanı basit üçgen formülüyle hesaplanmaktadır. ALAN= S( S AB)( S AC)( S BC) Burada; S=(AB+AC+BC)/3 AB,AC,BC: Her bir üçgenin kenar uzunluklarıdır. Üçgenin kenar uzunlukları üçgenin köşelerindeki sondajların koordinatlarından hesaplanabilmektedir. A(x,y) AB= ( XA XB) + ( YA YB) B(x,y) AC= ( XA XC) + ( YA YC) C(x,y) 28

37 4. ARAŞTIRMA BULGULARI İlhan BULDU BC= ( XB XC) + ( YB YC) Burada; XA ve YA A sondajının koordinatları XB ve YB B sondajının koordinatları XC ve YC C sondajının koordinatları Her bir üçgenin ortalama kalınlığı aşağıdaki gibi hesap edilebilir t: (t 1 +t 2 +t 3 )/3 Burada; t: Üçgenin ortalama kalınlığı t 1 +t 2 +t 3 Her bir üçgenin köşe sondajlardaki kalınlıklar Ortalama tenörde aynı şekilde hesaplanabilir. V=ALAN*KALINLIK (Üçgenin kalınlık ortalaması) Hacmin tonaja dönüşüm formülü; T=V*D Burada; V: Üçgenin hacmi T: Üçgenin tonajı D: Üçgendeki malzemenin yoğunluğu Üçgenlerin ortalama tenör hesaplaması üçgenin köşelerindeki değerlerin ağırlıklı olarak üçgen merkezine yansıtılması ile bulunabilir Kesit Yöntemi Kesit yöntemi mineralleşme boyunca belli aralıklarla jeolojik kesit alınarak, mineral kütlesi bloklara bölünmek suretiyle uygulanır. Kesit yönteminde doğru sonuçlar elde etmek için yeterli miktarda sondajın yapılmış olması gerekmektedir.bu yöntemde kesitlerin sondajlardan veya sondajlara yakın geçirilmelerine dikkat edilmelidir. 29

38 4. ARAŞTIRMA BULGULARI İlhan BULDU Kesit yöntemleri mineral yatağının jeolojisini grafiksel olarak tanımlamaktadır. Kesit yöntemleri düzensiz kütlelerin rezervlerinin saptanmasında faydalıdır. Bu yöntemlerde kesitlerdeki mineral alanları planimetre ile ölçülmektedir. L uzaklığında, birbirine dik paralel A ve B kesitleri arasındaki hacim için basit ve kullanılan formül; V= L* ((A+B)/2) Burada ; V: A ve B kesitleri arasındaki hacim L: Kesitler arasındaki mesafe A: A kesitindeki cevherli alan B: B kesitindeki cevherli alan Mercek şeklindeki mineral kütlesinin blok uçları koni şeklinde olduğu düşünülerek buradaki hacimde aşağıdaki gibi hesaplanır. V= (A/3)*l Burada; V: Koninin hacmi A: Koninin taban alanı L: Koninin yüksekliği Yukarıdaki hacimleri tonaja dönüştürmek için; T= V*D Burada; T: Yatağın tonajı V: Yatağın hacmi D: Yataktaki malzemenin yoğunluğu Yatağın ortalama tenörü sondajların aritmetik ortalaması kullanılarak saptanabilir. 30

39 4. ARAŞTIRMA BULGULARI İlhan BULDU Şekil.4.7. Kesit yöntemi Eşyükselti Eğrileri Yöntemi Eş yükselti eğrileri bütün eşit değerler birleştirilerek eğriler oluşturulur. Eş yükselti eğrilerini oluşturmak için bilinen değer noktaları yardımı ile ara değerler saptanır. Sonra eşit nokta değerleri eğrilerle birleştirilir. 31

40 4. ARAŞTIRMA BULGULARI İlhan BULDU Şekil 4.8. Eş yükselti eğrileri yöntemi Bu yöntemde eğrilerdeki alanlar planimetre ile ölçülür ve hacim kesik koni formülü ile hesaplanır: V= (k/3)( S 1 +S 2 + S 1 *S 2 ) Burada; V:Birbirine yakın eğriler arasındaki hacim k: Birbirine yakın eğriler arasındaki kalınlık S 1 : Birinci eğrinin yüzey alanı S 2 : İkinci eğrinin yüzey alanı Tonaj ise aşağıdaki gibi hesaplanır; T= V*D Burada; T: Tonaj V: Hacim D: Yoğunluk Tabakalı yatakların rezervleri bu yöntemle başarı ile elde edilmektedir. Kömür, fosfat ve kil düzenli yataklanmış yatakların rezervleri bu yöntemle hesaplanabilmektedir. 32

41 4. ARAŞTIRMA BULGULARI İlhan BULDU Çeşitli geleneksel yöntemler tanımlandı. Geleneksel yöntemler mineral varlığın hesaplanmasının temelini numuneler arası geometrik ilişki olarak özetlenebilir. Anlatılan yöntemler numuneler arası geometri ve uzaklığın fonksiyonlarına sahiptirler. Cevherin oluşumu, tipi, şekli, boyutu, elde edilen verilerin çokluğu gibi bilgiler hesaplama yönteminin seçimine ve hesaplamanın doğruluğuna etki etmektedir. Bu nedenle rezervin hangi yöntemle hesaplanması gerektiğine yerbilimci karar verecektir Rezerv Hesaplama Handere Formasyonu ve Kaliçi birimlerinin çimentoda kullanılabilecek miktarlarının ve kalitelerinin tespiti amacıyla Çimsa Çimento Sanayi ve Ticaret A.Ş. nin Tekke ve Akkoçtepe ocakları arasında bulunan bölgede kil ve kireçtaşı temini amacıyla Mayıs Temmuz 2005 aylarında bir dizi karotlu sondaj yapılmıştır (Ek 1, Ek 2., Ek 3). Yapılan karotlu sondajlarda 2 adet sondaj makinası ve ekip kullanıldığından bunların yaptıkları sondajlar, A ve B olarak kodlanmıştır. A ekibi bölgede 10 adet, B ekibi ise 8 adet sondajda toplam 505 metre sondaj yapmıştır. Sondaj sonrası yapılan analizler değerlendirildiğinde A 0801, A 0806, A 0807, A 1008, B 0105, B 0403, B 0604, B 0709, B 0806 kodlu örnekler dışında kullanılamayacak malzemeye rastlanmamıştır. Bazı örneklerde, kalkerlerin silikat modüllerinin yüksek olmalarına karşı bu bölgelerin de optimizasyon sonucunda değerlendirilebileceği saptanmıştır. Rezerv tespiti amacıyla, sondajların yerleşim yerleri açısından bölgeyi 2 ana bloğa ayırmak mümkündür Tekke Akkoç Tepe Arası Ek 1 deki haritada da görüleceği gibi asıl araştırma Tekke ocağının kuzey ucu ile Akkoç Tepe ocakları arasında kalan Karayayla Tepe sırtı boyunca olmuştur. Bu kesimde A kodlu 6 sondaj ile, B kodlu 7 sondaj açılmıştır. Tekke ocağının zirvesi ile kuzeydeki Akkoç Tepe ocağı arasında kalan sırt boyunca yapılan 13 sondaj bu bölgede 3 4 kalker bankı olduğu, arada killerin yaygın olduğu ve seyrek olarak da kumtaşı banklarının bulunduğunu göstermektedir (Ek 2., Ek 3.). 33

42 4. ARAŞTIRMA BULGULARI İlhan BULDU Bölgeyi kuzey ve güney olarak 2 kısma ayıracak olursak ; 1 ) A ve B kodlu sondajların yer aldığı kuzey kesimdeki rezerv, Bölüm de bahsedilen poligon yöntemine göre; Tüm poligonların hacmi : V Tüm poligonların toplam yüzey alanı ( S ) : m 2 Poligondaki ortalama kireçtaşı kalınlığı ( t kireçtaşı ) : 3,75 m Poligondaki ortalama kil kalınlığı ( t kil ) : 8 m V = S * t V kireçtaşı = * 3,75 = m 3 V kil = * 8 = m 3 P= V*D Burada; Kireçtaşı Kil P : Poligonun tonajı : P kireçtaşı P kil V : Poligonun hacmi (m 3 ) : D : Malzemenin yoğunluğu(ton/m 3 ) : 2,4 2,0 P kireçtaşı = * 2,4 = Ton P kil = * 2 = Ton ton Kireçtaşı + Kaliş ve ton kil rezervi hesaplanmaktadır. Profilin ilk kum bankına kadar olan üst kesimleri hesaplanmıştır. 2 ) A ve B kodlu sondajların yer aldığı güney kesim ; Tüm poligonların hacmi : V Tüm poligonların toplam yüzey alanı ( S ) : m 2 Poligondaki ortalama kireçtaşı kalınlığı ( t kireçtaşı ) : 8 m Poligondaki ortalama kil kalınlığı ( t kil ) : 8 m 34

43 4. ARAŞTIRMA BULGULARI İlhan BULDU V = S * t V kireçtaşı = * 8 = m 3 V kil = * 8 = m 3 P= V*D Burada; Kireçtaşı Kil P : Poligonun tonajı : P kireçtaşı P kil V : Poligonun hacmi (m 3 ) : D : Malzemenin yoğunluğu(ton/m 3 ) : 2,4 2,0 P kireçtaşı = * 2,4 = Ton P kil = * 2 = Ton Yaklaşık ton Kireçtaşı + Kaliş, ton kil rezervi hesaplanmaktadır Akkoç Tepe Batısı A ve B 08 kodlu 5 sondaj Akkoç Dere nin dogu ve batı yamaçlarında yer almaktadır. Akkoç Derenin batı yamacında yapılan A kodlu 4 sondaj muhtemel bir resif yapısının üzerinde yer almaktadır. Zira bu sondajlarda 9 ile 20 m. arasında karbonat kesilmiştir. Kil ise üst kesitlerde ortalama 2 m. kalınlığındadır. Profilin ilk kum bankına kadar olan üst kesimleri hesaba katılmıştır. Bu bölge bir resif olarak üretilebilirse ; Tüm poligonların hacmi : V Tüm poligonların toplam yüzey alanı ( S ) : m 2 Poligondaki ortalama kireçtaşı kalınlığı ( t kireçtaşı ) : 12 m Poligondaki ortalama kil kalınlığı ( t kil ) : 2 m 35

44 4. ARAŞTIRMA BULGULARI İlhan BULDU V = S * t V kireçtaşı = * 12 = m 3 V kil = * 2 = m 3 P= V*D Burada; Kireçtaşı Kil P : Poligonun tonajı : P kireçtaşı P kil V : Poligonun hacmi (m 3 ) : D : Malzemenin yoğunluğu(ton/m 3 ) : 2,4 2,0 P kireçtaşı = * 2,4 = Ton P kil = * 2 = Ton Yaklaşık ton Kireçtaşı + Kaliş, ton kil rezervi hesaplanmaktadır. Yukarıda hesaplanan 3 sektörü toplamında yaklaşık ton Kireçtaşı + Kaliş, ton kil rezervi hesaplanmaktadır. Hesaplanan rezervin tamamı çimento sektöründe kullanılabilecek görünür rezervdir. 36

45 5.SONUÇLAR VE ÖNERİLER İlhan BULDU 5. SONUÇLAR VE ÖNERILER Bağcılar Burhan Beldeleri arasındaki kireçtaşlarının özelliklerinin araştırılması, yüzeylenen ve yeraltı birimlerinin jeolojik özelliklerinin incelenmesi ve çimentoda kullanılabilirliğinin araştırılmasını amaçlayan bu çalışmada ; İnceleme alanının 1/ ölçekli haritasının yapım esnasında Kaliçinin bulunduğu yerler tespit edilerek, analizleri sonrası birimlerin çimentoda kullanılabileceği saptanmıştır. Inceleme alanındaki Kaliçi ve Handere formasyonunda 18 adet sondaj noktası belirlenerek 193 rakımlı tepe ve Akkoç Tepe kesimlerinde 505 m karotlu sondaj yapılmıştır. Kaliçi ve Handere formasyonunda yapılan sondajlardan çıkan karotlardan 128 adet numune alınarak XRF yöntemi ile analiz yaptırılmıştır. Analizler harita üzerinde değerlendirildiğinde, Tekke ocağı ile Akkoç Tepe arasındaki sırtta yapılan sondajlarda, ocak taban sevyesinin kumtaşı banklarının üzerine oturacağı varsayımına göre iki ayrı blokta toplam; ton Kireçtaşı + Kaliş, ton kil rezervi, Akkoç Tepe batısında kalan muhtemel karbonat resifi üzerinde yapılan 4 sondajda ise, ton Kireçtaşı + Kaliş rezervi hesaplanmıştır. 37

46 KAYNAKLAR Çavuşgil, V., Adana-kurtepe Akarsu Sekilerinde Yer Alan ve Akdeniz Kırmızı Topraklarının Oluşumları Ve Birbirleri ile olna ilişkisi Üzerinde Bir Araştırma (Doktora Tezi) ÇÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana Gürbüz, K., Karaömerli Akkuyu Balcalı Bölgesi ( K. Adana ) Tersiyer İstifinin Sedimanter Jeolojik İncelenmesi. Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi. 77 s. Schimidt, G.C., Stratigraphic nomenculature for Adana region, Petroleum district VII : Petroleum Administration Bulletin, Ankara, 6, Şenol, M., Adana-Balcalı / Çatalan Bölgesi GeçTersiyer-Kuvaterner İstifinin Lito-Pedolojik ve Sedimantolojik İncelemesi (Doktora tezi) ÇÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana Şenol, M., Şenol, Ş., Duman., T.Y.., 1995, Adana Mersin Dolayının Jeoloji Etüd Raporu ( Mersin O33 Paftası ) 45s, ( Yayınlanmamış ), MTA Doğu Akdeniz Bölge Müdürlüğü, Adana. Tanar, Ü., Körlü ( Tarsus Mersin ) Bölgesi Karaisalı, Kuzgun, Memişli Formasyonları nın Molluska Faunası: Jeo Müh. Derg., 24 s , Ankara Ünlügenç, U., ve diğerleri, Tectonic Controls on Staratigraphic Evolution of the Adana Basin, Turkey, Jurnal of the Geological Society, Vol : 152, pp : , London. Yetiş, C., Keelling, G., Gökçen, S.L. and Baroz, F., A Revised Stratigraphic Framework of Later Cenezoic Sequences in the Northeastern Mediterranean Region. Geologishe Rundshau, 84, Bumin, M., Madencilikte Rezerv Hesaplama Yöntemleri 38