CEVHER YAPI VE DOKULARI

Transkript

1 CEVHER YAPI VE DOKULARI Gökçe, A., Maden Yatakları. İkinci Baskı, Cumhuriyet Üniversitesi Yayınları, No:85, Sivas, 335 s. Temur, S., Endüstriyel Hammaddeler. Üçüncü baskı, Çizgi Kitabevi Yayınları, No:34, Konya, 386 s.

2 CEVHER YAPI VE DOKULARI Cevheri oluşturan mineral cinslerinin tayin edilmesi, birbirleriyle diziliş ve düzenlerinin, başka bir deyişle parajönez ve süksesyonun açığa çıkarılması yönünden bilimsel bir amaç taşımaktadır. Cevherleşmenin köken ve gelişmesine ilişkin parajönez ve süksesyonun ortaya konulmasında: A) Cevher Mimarisi (Yapı ve Doku) ve B) Jeolojik Isı Ölçümlerinden yararlanılır.

3 YAPI VE DOKU Yapı (tekstür), cevheri oluşturan mineral birleşmesinin sürekliliğinde görülen değişimlilikler olarak tanımlanır. Genellikle makroskopik bir kavramdır. Doku (strüktür), minerallerin birbirine göre dizilişleri, duruşu, biçimi ve karşılıklı ilişkilerini anlatır. Genellikle mikroskopik olarak incelenir.

4 Yapılar: Dokular: a) Som Yapı b) Kovuklu Yapı c) Kuşaklı (Zonlu) Yapılar * Yolu yapı * Kokard yapı a) Eşzamanlı Doku b) Zamanaşımlı Doku c) Ardzamanlı Doku

5 Yapılar: a) Som Yapı: Mineraller her yönde gelişmişlerdir. Cevherleşme tekdüzedir. Yüksek ısıda oluşmuş yataklarda rastlanır: Kromit yataklarında, granitik plütonlara bağlı pirometazomatik ve hidrotermal yataklarda. b) Kovuklu Yapı: Cevher minerallerinin aralarında irili ufaklı boşluklar bırakarak yığıştıkları yapı biçimidir. Ornatımla yerleşmiş hidrotermal yataklarda ve oksidasyon kuşağı yataklarında rastlanır.

6 c) Kuşaklı (Zonlu) Yapılar: Ayrı cins minerallerin veya aynı cins mineral çeşitlerinin birbirini izleyen düzeyler veya halkalar biçiminde sıralanmış olmasıyla ayırtman olan yapı biçimidir. Kuşaklı yapının biçimine göre yollu yapı ve kokard yapı ayırt edilir. Yollu yapı Kuşaklı yapı

7 Yollu yapı: Damar ve katman şekilli yataklanmalarda cevher mineralleri çeperlerden ortaya doğru şeritler ve düzeyler halinde sıralanmışlardır. Bu da mineral süksesyonunu saptamayı kolaylaştırır. Pnömatolitik ve hidrotermal damarlarda, bir kısım kromit yataklarında, kalıntı, kırıntı, kimyasal ve biyokimyasal yataklanmalarda rastlanır.

8 Kokard yapı: Konsantrik yapı da denilmektedir. Değişik bileşimdeki mineraller veya aynı cins mineralin çeşitlerinin bir odak çevresinde toplanmasıyla ortaya çıkan yapıdır.

9 Bu halkalar çeperlerden kopmuş yan kayaç parçalarını sarar biçimde ise breşik (köşeli çakıltaşı) Yapı söz konusu olur. Kokard yapıların özel bir çeşidi olan kolloform (pıhtı) yapılar çok ince konsantrik halkalar biçiminde, yumru ve böbrek görünümlü, yarık ve boşluklarda çeperlerden itibaren gelişmişlerdir.

10

11 Kuşaklı yapıların incelenmesi sonucu iki kavram ortaya çıkmıştır. Bunlar: * Rekürans (mineral tekrarlanması): Aynı bir mineralin sonraki kuşaklarda görülmesi tekrarlanması veya mineral süksesyonunun birçok kez ardalanmasıdır. * Rejüvenasyon (mineral tazelenmesi): Bir yatağın genel süksesyonu ara süksesyonlara ayrılabilir. Rejüvenasyon, böyle ara süksesyonlardan biri daha yüksek ısıda oluşan mineralleri içinde toplayan ikinci bir ara süksesyon tarafından izlenmesi olayıdır.

12 Dokular: Cevherler ve opak minerallerin parlatılmış yüzeyleri yansıtmalı mikroskoplarda incelenirken, diğer mineraller ganglar ve saydam cevherler normal polarisan mikroskopta incelenir. Maden yataklarında gözlenen doku türlerini çeşitli özelliklerine göre değişik sınıflandırmalara tabi tutmak ve tanımlamak mümkündür.

13 Temel Özellik Bileşen Türü Tane Bileşimi (Habitus) Tane Şekli Tane Boyu Doku Çeşidi Kırıntılı Holokristalin Hipokristalin Amorf İzometrik Levhamsı / Pulsu Çubuğumsu, iğnemsi İdyomorf (Özşekilli) Hipidyomorf (Yarı özşekilli) Ksenomorf (Özşekilsiz) Makrokristalin Mikrokristalin Kriptokristalin Amorf

14 Temel Özellik Tane Dizilimi Tane Tane İlişkisi Ayrılım Doku Çeşidi Yönsüz Laminalı Işınsal Lifsi Zonlu Mirmekitik Mozaik Kenetli Dolgulu İç içe büyümeli Izgara Damla Yıldız Lamel Damar veya ada

15 Temel Özellik Ornatma Doku Çeşidi Kemirme Konkav yüzeyler İskelet Kapanım Pseudomorfoz Kristal Büyümesi Homojen Zonlu İkizli Bükülme bantlı Kopma dokulu

16 Bileşenlerin Türüne Göre Doku Çeşitleri Cevheri meydana getiren bileşenler serbest sulu ortamda çökelmiş, tek veya birkaç mineralden meydana gelen parçalarla temsil ediliyorsa kırıntılı doku, cevherleşme yaklaşık eşit boyda kristallerden meydana geliyorsa holokristalin doku, kısmen kristallerden kısmen de camsı veya toprağımsı malzeme veya kriptokristalin tanelerden meydana geliyorsa hipokristalin doku, cevherleşmenin büyük bir kısmı camsı, toprağımsı veya kriptokristalin tanelerden meydana geliyorsa amorf doku denir.

17 Tane Şekline Göre Doku Çeşitleri Karakteristik kristal yapısını kazanmış ve daha sonraki değişimlerden etkilenmemiş tanelere idyomorf (özşekilli) taneler denir. Karakteristik kristal yapısını kısmen kazanmış veya daha sonraki değişmelerle idyomorf görünümü kısmen bozulmuş tanelere hipidyomorf (yarı özşekilli) taneler denir. Karakteristik kristal şekli yerine oluştuğu boşluğun şeklini alan tanelere ksenomorf (allotriyomorf / özşekilsiz) taneler denir. Bir mineralin kristalinde görülen yüzey şekilleri ve kombinasyonlarına traht denir.

18 Tane Biçimine Göre Doku Çeşitleri Bir kristalin genişlik, kalınlık ve uzunluğu ile ilgili parametrelerine tane biçimi veya habitus denir. Buna göre eni, kalınlığı ve uzunluğu birbirine yakın olan kristallerde izometrik habitus, eni ve boyuna göre ince kristallerde levhamsı habitus, eni ve kalınlığına göre boyu çok fazla olan kristallerde iğnemsi habitus ortaya çıkar.

19 Bileşenlerin Oluşum Yaşına Göre Doku Çeşitleri Dokuyu oluşturan minerallerin aynı zamanda oluşmaya başlayıp, birlikte oluşumlarını tamamlamaları durumunda ortaya çıkan dokulara eşzamanlı dokular denir. Bu yolla ızgara (kafes), ayrılım, yazı (grafik) ve kenar (entersiyel) dokular ortaya çıkar. Cevherleşmenin oluşum ortamı şartları değişmeden dokuyu oluşturan minerallerden birinin oluşumu son bulurken diğerinin oluşmaya başlamasıyla ortaya çıkan dokulara zamanaşımlı dokular denir. Dolgu, katmerli, küresel ve çekirdek dokuları başlıca zamanaşımlı dokulardır. Oluşum ortamı şartları birbirinden tümüyle farklılık gösteren mineral birliklerinin gösterdiği dokulara ardzamanlı dokular denir. Ramplasman dokuları, çatlak dolguları ve kesme dokuları ardzamanlı dokulardır.

20 Tane Boyuna Göre Doku Çeşitleri Tanelerin hemen tamamı 1 mm den büyük kristallerden meydana gelen dokulara makrokristalin, 1 mm ile 50 mikron arasında kristallerden meydana gelen dokulara mikrokristalin, 50 mikrondan küçük kristallerden meydana gelen dokulara kriptokristalin dokular denir. Cevheri oluşturan minerallerin yaklaşık aynı büyüklükte kristallerle temsil edilmesi ile tanesel veya granoblastik doku, farklı büyüklükte kristallerle temsil edilmesi ile porfirik veya heterojen taneli doku ortaya çıkar.

21 Ayrılım Dokuları Bazı elementler yüksek sıcaklıklarda kristal kafesi içinde başka bir elementin yerini alırken daha düşük sıcaklıklarda ayrılarak diğer mineralin kristal kafesinin içinde kendi bileşiminde başka bir mineralin oluşumunu sağlarlar. Böylece ayrılım kristalleri ortaya çıkar. Ayrılım dokuları ayrılım kristallerinin şekline göre ızgara, damla ve yıldız dokuları olarak sınıflandırılabilir. Izgara (kafes) dokusu: Bir mineralin içinde, kristalografik doğrultuları boyunca başka bir mineralin ayrılım şeklinde yerleşmesiyle ortaya çıkan dokudur. Yönelen mineral iğne veya levha şekillidir ve sınırları keskindir. Damla ve yıldız dokusu: Ayrılım süreçleri sonucunda bir mineralin kristal kafesi içinde başka bir mineralin damla veya yıldız şeklinde dağılmasıyla oluşan dokudur. Damlaların dağılımı çizgisel, ışınsal veya gelişigüzel olabilir.

22

23 Ornatma Dokuları Cevherli çözeltilerin, yan kayaçlarla veya önceden oluşmuş cevher ve gang mineralleri ile reaksiyona girerek bunları kısmen çözmesi ve bu yolla meydana gelen boşluklara yeni mineraller oluşturmasına ramplasman veya ornatma denir. Ornatma bir çeşit metazomatoz olayıdır. Böylece kemirme, konkav yüzeyler, iskelet, kapanım ve pseudomorfoz dokuları ortaya çıkar. Kemirme dokusu: Bir mineralin başka bir minerali kenar, çatlak veya dilinimleri boyunca ornatmasıyla ortaya çıkan dokudur. Mineral sınırları çok düzenlidir. Konkav yüzeyler: Ornatma sırasında iyon difüzyonunun farklı oranlarda gelişmesi durumunda ornatılan minerale doğru içbükey (konkav) yüzeyler oluşan dokudur. İskelet dokusu: Ornatma sırasında çatlak, dilinim veya kristalografik gidişe uygun olarak ornatmanın ilerlemesi ile ornatılan mineralin kristal geometrisinin belirlenecek derecede korunması sonucu oluşan doku şeklidir.

24

25 Kapanım (kalıntı) dokusu: Ornatmanın ileri derecede gelişmesi durumunda ornatılan mineral parçalarının ornatan mineralin içinde kalmasıyla ortaya çıkan dokudur. Pseudomorfoz: Bir mineralin, ileri derecede ornatma işleminden sonra, bir minerale dönüşürken geometrik şeklinin ornatan mineral tarafından korunmasına pseudomorfoz (yalancı şekil) denir. Bu yolla pseudomorfoz dokusu ortaya çıkar. Ornatılan mineral metakristal olarak tanımlanır. Paramorfoz: Değişen ortam şartlarında önceden oluşmuş olan bir mineralin aynı bileşimli başka bir minerale dönüşmesine paramorfoz denir.

26 Tane Dizilimlerine Göre Doku Çeşitleri Yönsüz (homojen) doku: Genellikle eş boyutlu tanelerin cevher kütlesinin her tarafında benzer dağılımını ifade eden doku şeklidir. Laminalı doku: Yapraksı veya çubuksu habitus gösteren tanelerin art arda veya üst üste dizilimi ile meydana gelen yönlenmiş kristallerin oluşturduğu doku şeklidir. Çizgisel doku: Çubuksu habitus gösteren tanelerin uzun eksenlerine paralel dizilmeleri ile ortaya çıkan doku şeklidir. Kafes dokusu: Çubuksu habitus gösteren tanelerin dikdörtgen veya üçgen şekilli kapalı alanlar veya hacimler oluşturacak şekilde dizilimleri ile ortaya çıkan doku biçimidir. Lifsi doku: İğnemsi habitus gösteren tanelerin uzun eksenlerinin birbirine yaklaşık paralel olarak dizilmesiyle gelişen doku şeklidir.

27 Işınsal doku: Çubuksu veya iğnemsi habitus gösteren tanelerin bir merkezden dışa doğru uzamaları ile ortaya çıkan doku şeklidir. Zonlu (katmerli) doku: Bileşimleri veya kristal yapıları birbirinden farklı iki mineralin zonlar şeklinde üst üste birikmeleri, bir mineralin değişik polimorflarının yığışımı veya aynı kristal içindeki bileşim değişimleri ile ortaya çıkan doku şeklidir. Kolloform doku: Minerallerin iç içe düzensiz şekilli halkalar şeklinde kümelenmeleri ile oluşan doku çeşididir. Mirmekitik (grafik) doku: İki mineralin kurtçuklar şeklinde iç içe büyümeleri ile ortaya çıkan doku şeklidir. Kristalografik yönelimli doku: Minerallerin ortamda daha önce var olan minerallerin kristal yüzey ve/veya kenarlarına paralel olarak dizilmeleri ile ortaya çıkan doku şeklidir.

28 Kataklastik Dokular Cevher oluşumundan sonra sıkışma kuvvetlerinin etkisinde kaldığı zaman kristallerdeki çatlamaların ve bu çatlaklar boyunca kaymaların meydana gelmesine kataklazma, bu yolla ortaya çıkan dokuya kataklastik veya porfiroklastik doku denir. Mineral parçalarının dışında başlıca kataklastik dokular kink bantları ve çek - ayır dokuları olarak sınıflandırılabilir. Kink bantları: Çubuksu minerallerin uzun eksenlerine paralel basınçlar altında sıkışmaları sonucu bükülmeleri ile gelişen zikzakların yan kesitlerindeki bantlı görünümüne kink (bükülme) bantları denir. Çek - ayır dokusu: İleri derecede basınç altında kalan çubuksu yumuşak minerallerde aşırı uzamadan sonra gelişen kopmaların oluşturduğu sıralı mineral parçaları çek - ayır veya kopma dokusu oluşturur.

29

30 JEOLOJİK ISI ÖLÇÜMLERİ Jeolojik ısı ölçümü, aynı bir kimyasal ortamın faz ve şekil değişimlerinin nedeni olan ısı derecelerinin saptanmasıdır. Ergime ve yeniden kristalleşme, faz değişikliği, katı çözelti, sıvı kapanımlara ilişkin ısılar, mineraller için atmosfer basıncı altında deneysel olarak saptanmıştır.

31 Ergime: Ergimenin jeolojik ısı ölçümlerine önemi çok azdır. Cevher mineralleri ergimiş değildir ve en ergir olanaklarının da ergime ısıları çok yüksek bir düzeydedir. Faz Değişimi: Birleşimi aynı fakat kristallografi yönünden değişik bir fazdan diğerine geçişteki ısılardan, jeolojik ısı ölçümü olarak en çok yararlanılır. Tipomorf Fasiyesler: Renk, biçim ve bileşimleri, yatak tipinin, yani jönez koşullarının fonksiyonu olarak değişen minerallere tipomorf mineraller adı verilir (turmalin, topaz, flüorit, kassiterit gibi). Sıvı Kapanımlar: Jeolojik ısı ölçümlerinde en kolay yöntemlerden biridir. Mikroskop altında, ısıtmalı mikroskop masası üzerindeki incelemelerle saptanan bir yöntemdir.

32 SÜKSESYONLAR Süksesyon, jeolojik veya jeoşimik olayların gelişimi sürecinde, parajönezdeki minerallerin oluş sırasını anlatır. Yapı ve dokunun incelenmesi sonucunda süksesyon kurulabilir. Çoğu yataklarda metal yığışımlarının değişik devrelerde ortaya çıktığı ve sonunda üst üste bir çok parajönezz ve süksesyonları yansıttığı görülür. Bu arada derin kökenli ve yüzey kökenli devreyi birbirinden ayırt etmek gerekir. Dolayısıyla bir derin kökenli parajönez bir de yüzey kökenli parajönez vardır.

33 MADEN YATAKLARINDA KİMYANIN ÖNEMİ Elementlerin Jeokimyasal Sınıflandırılması: Goldschmidt in sınıflaması: Goldschmidt siderofiller, kalkofiller, litofiller ve atmofiller diye ayırdığı element gruplarını, metalik bir çekirdekten sonra, bir sülfür halkası, silikatlı bir manto ve üzerinde atmosfer bulunan, yerin ilkel jeokimyasal ayrılaşmasına bağlamıştır. Fe veya Fe-Ni den ibaret olan çekirdekte Rh ve Pt üçlüleri de zenginleşebilir. Bu elementlere siderofil denilmektedir. Çekirdek etrafında başlıca sülfürden ibaret bir halka gelir. Burada S, As, Se, Te ile en çok işbirliği yapan Hg, Cu, Pb, Cd, Bi, Zn elementlerine kalkofil denir. Yüzey ve yüzeye yakın kesimlerde silikatlar halinde bulunan Si, Al, Na, Mg, Ca gibi elementlere litofiller denir. Atmosferde bulunan H, N ve nadir gazlara atmofiller denir.

34 Kalkofillik derecesi: Bir element genel olarak saf halde siderofil, kalkofil yada litofil değildir. Girdiği sisteme göre bu nitelklerden en az birine sahip olur. Metallerin kalkofillik derecesi, bunların kükürde karşı olan gittikçe azalan ilgi ve yakınlık sınırını belirler. Son araştırma, laboratuar çalışmaları sonunda saptanmış kalkofillik sırası: Ag +, Cu +, Hg +2, Cu +2, Pb +2, Cd +2, Mo, Bi +3, Ni +2, Co +2, Zn +2, W, Fe +2, Mn +2