Curalar Köyü (Buldan - Denizli) Meta-Aplit Oluşumları ve Feldspat Hammaddesi Olarak Değerlendirme Olanakları

Transkript

1 U Malayoğlu, Koralay, A Seyrankaya & H Yenice Curalar Köyü (Buldan Denizli) MetaAplit Oluşumları ve Feldspat Hammaddesi Olarak Değerlendirme Olanakları U. Malayoğlu,. Koralay, A. Seyrankaya & H. Yenice Dokuz ylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, izmir ÖZT: Feldspatlar hem yeryüzündeki miktar yönünden büyüklüğü hem de kullanım alanlarının çeşitliliği ve çokluğu açısından en önemli endüstriyel hammadde gruplarından biridir.yeryüzünde bol bulunmalanna rağmen, feldspat oluşumlarının çoğunun inceorta taneli kayaçlann bileşeni olarak bulunması ve içerdiği empüriteleri nedeni ile ekonomik değer taşımaması, endüstriyel hammadde olarak değerlendirilebilmesine imkân vermemektedir. Son yıllarda feldspat kullanan sektörledeki gelişmelere paralel olarak artan arz ekonomik değer taşıyan feldspat minerallerinin çıkanlıp değerlendirilmesinde yeni değerlendirme olgularını ön plana çıkarmaktadır. Bu çalışmada feldspat minerallerinin özellikleri dikkate alınarak, potansiyel konumdaki rezervlerin değerlendirme olanaklarına örnek olacak DenizliBuldanCuralar Köyü yakınlanndaki NaFeldspat oluşumlarının hammadde kaynağı olarak kullanılabilirliği irdelenmiştir. ABSTRACT: Feldspars are one of the most important industrial raw materials because of their large reserves and versatile usage. Although feldspar reserves are large, most of the reserves contains finemedium particle sizes of rocks and impurities, they are not considered economic as industrial raw material. In recent years, because of the increased demand and the new technological developments in the usage of feldspar minerals, the feldspar reserves need to be evaluated economically again. In this paper, NaFeldspar reserves near DemirciBuldanCuralar Village were evaluated to use as a raw material using the properties of feldspar minerals.. GİRİŞ Feldspatlar ilk defa Amerikalı jeolog Hunt (87) tarafından granitık damar kayaçlan adı altında tanımlanmıştır. Fresmann (93) dünyada çeşitli türde feldspatları incelemiş, sınıflandırma ve oluşum teorilerini ortaya atmıştır. Daha sonra, Varlamoff (954) çalışmaları geliştirerek yeni bir sınıflandırma ve oluşum hipotezi ortaya atmış, feldspatlar arasındaki geçişe özel olarak dikkat edilmesi gerektiğini vurgulamıştır. Feldspatlar, potasyum, sodyum, alüminyum, silikatların bileşiminleri ile yeryüzündeki magmatik kayalann %60'ını kapsar ve bileşiminde bulundukları kayaçlann sınıflandınlması ve isimlendirlmesinde önemli rol oynarlar (Bates ve Jackson 980). Potasyumlu feldspatlar olarak adlandırılan ortoklas ve mikroklin, granitler ve siyenitler ile bunlann ince taneli dokulu karşılıkları olan riyolit ve trakit bu adlandırmalara iyi bir örnek oluşturmaktadırlar. Aynca, feldspatlara gabro, nörit, bazalt ve diğer bazik kayaçlarda olağan olarak rastlanır. Albitanortit arasında değişim gösteren Na feldspatlar ise pegmatitlerde çeşitli şekil ve oranlarda bulunmaktadır. Feldspat, yerkabuğunun bir çok magmatik, metamorfik ve sedimanter kayacın bileşiminde büyük ölçüde bulunması dolayısıyla ticari olarak çeşitli kayaklardan üretimi veya feldspat oranı yeterli olduğu taktirde bu kayaçlann doğrudan sanayide kullanımı mümkün olmaktadır. Ticari feldspat kaynağı olarak halen kullanılan kayaç türleri; 48

2 5 ndüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, 34 Mayıs 2004, İzmir, Türkiye A. Pegmatitler Asit Pegmatitler Siyenıtik Pegmatitler Basit Pegmatitler Granitik Pegmatitler Bazik Pegmatitler Karmaşık Pegmatitler B. Aplitler C. Feldspat Filonlan D. Nefelinli Siyenitler. Alaskit F. Granit G. Pertit H. Feldspatik Kumlar I. Altere Granitler olarak verilebilir. Feldspatların ekonomik değeri kimyasal bileşimine ve içerisinde bulunan kuvars, biotit, muskovit, turmalın minerallerinin varlığına bağlıdır. Bu nedenle bir oluşumun endüstriyel hammade olarak değerlendirme olanağı, kullanım alanının bu safsızlıkları kabullenme derecesine bağlı olarak değişmektedir. Ancak dünyada genel olarak granitler, pegmatitler, nefelinli siyenitler, feldspatik kumlar feldspat hammadde kaynakları olarak işletilmektedir. Türkiye'deki hammadde olarak değerlendirilebilecek feldspat oluşumları ağırlıklı olarak Menderes Masifi güneyinde Gökbel Dağı (Çine Aydın) eteklerinden başlayıp, kuzeyde Dağardı'ya (Simav Kütahya) kadar uzanan bir alanın değişik kesimlerinde bulunan gnays ve az da olsa mikaşistler içinde gözlenmektedir (Hızal, 997). Bu çalışmada, Curalar Köyü çevresinde gnayslar içerisinde gözlenen metaaplitlerin feldspat hammaddesi olarak değerlendirmesine yönelik çalışmanın yapılması amaçlanmıştır. 2. ÇALIŞMA ALANININ JOLOJİSİ Çalışma alanı Buldan'ın (Denizli) 2 km kuzeyinde Curalar Köyü'nün çevresinde yer almaktadır (Şekil ). Yaklaşık 4 km 2 lik alanı kapsayan inceleme alanının kuzey kesimlerinde Menderes Masifi'nin PanAfrikan temel serileri içerisinde yer alan gözlü/granitik yapıdaki gnayslar gözlenmektedir. İnceleme alanının güneyinde ise Neojen yaşlı, kumtaşı ve çakıltaşlarından oluşan tortul kayalar, uyumsuz bir dokanak ile gnaysları üzerlemektedirler (Şekil 2 a). Gnayslar, Menderes Masifi'nin genelinde çok geniş alanlarda gözlenen ortalama 550 milyon yıl yaşlı (Hetzel ve Reischmann, 996; Gessner ve diğ., 2004; Koralay ve diğ., 2004) gnayslarla aynı özelliklere sahiptir. Gnaysların deformasyondan etkilenmeyen kesimlerinde ilksel dokusu korunmuş granitik gnays yapısındadırlar. Deformasyonun arttığı kesimlerde ise gözlü gnaystan bantlı gnaysa kadar değişen litolojilerde gözlenmektedirler. Gnaysların Prekambriyen yaşlı şistlerle olan dokanak ilişkisi inceleme alanında gözlenememesine karşın, 6 km kuzeybatıda yer alan Baharlar Köyü çevresinde korunmuş intrüzif dokanak ilişkisi gözlenebilmektedir. Gnayslar içerisinde kalınlıkları 2 m'den 520 m'ye kadar ulaşan metaaplit düzeyleri gnaysların folıasyonuna paralel şekilde yer almaktadır (Şekil 2 b). Metaaplitler beyazımsı renkli olup oldukça iri feldspat ve kuvars mineralleri içermektedirler. Ayrıca boyları 0,5 cm. ye kadar ulaşan sfenler ve kalınlıkları 34 cm'ye ulaşan turmalin düzeyleri metaaplitler içerisinde yer almaktadır. İkincil rutil iğnecikleri ise çatlak ve eklem takımları arasında gelişmişlerdir. 3. BİRİMLRİN PTROGRAFİSİ V ÖZLLİKLRİ MİNRALOJİSİ, JOKİMYASAL Yapılan petrografik çalışmalarda, gnaysların genel mineral bileşimleri kuvars + plajioklas + ortoklas ± mikroklin + muskovit + biyotit ± granat ± zirkon ± turmalin ± sfen ± zoisit ± opak olarak saptanmıştır. Gnayslara ait karakteristik örneklerin modal mineralojik analiz değerleri Çizelge l'de verilmektedir. Kuvars, plajioklas ve ortoklas gnaysların ana bileşenlerini oluşturmaktadır. Ortoklaslar genellikle pertitik yapılar içermekte ve tipik polisentetık ikizlenmeli plajioklaslarla beraber porfıroblastlar şeklinde gözlenmektedirler. Pertitik ortoklaslarda bir çok çalışmada deformasyon ürünü olduğu kabul edilen mikrokline dönüşümler yaygın olarak gözlenmektedir. Polisentetik ikizlenme sunan plajioklaslarda deformasyon ürünü ikincil ikizlenmeler ve kınklanmalar gözlenmektedir. Muskovit ve biyotitler kayaçtaki deformasyona bağlı olarak belirgin yönlenme sunabilmektedir. 49

3 U Malayoğlu,. Koralay, A Seyrankaya & H Yemce Gnaysların sünümlü deformasyondan etkilenmemiş Metaaplitlerden yapılan petrografik çalışmalarda kesimlerinde yönlenmesız granoblastık doku bu kayaçların genel mineral bileşimleri kuvars + gözlenirken deforme kısımlarda mılonıtık dokunun plajioklas + ortoklas + muskovıt + zoısıt + sfen + çeşitli aşamalarına ilişkin kristal boyutu küçülmesi, rutıl olarak saptanmıştır. Bu kayalara ait örneklerin reknstalızasyon ve düzlemsel ayrılma yapısı ince kesit incelemelerinde saptanan mineral yüzde kazanmasıyla bağlantılı dokusal veriler değerlen Çizelgel'de verilmektedir, gözlenmektedir. Şekil. Menderes Masıfı'nin basitleştirilmiş jeoloji haritası ve çalışma alanının yeri (Koralay ve dig., 2004'den değiştirilerek). 420

4 J ndüstriyel Hammaddeler Sempozyumu 3 4 Mayıs 2004 İzmir Türkiye Şekil 2 (a) Buldan'ın kuzeyinde yer alan çalışma alanının jeoloji haritası (b) Curalar Koyu KuzeyDoğu çevresinde gnayslar içerinde gözlenen metaaplıtler 42

5 U Malayoğlu,. Koralay, A. Seyrankaya & H. Yenice Çizelge. Gnayslar ve aplitlere ait karakteristik örneklerin mineral yüzde değerleri, : eser. Metaaplıt Gnays Örnek No _ Kuvars Plajioklas Ortoklas Mikroklin Muskovit Biyotit Granat Zirkon Turmalin Sfen Zoisit Rutil Opak Metaaplıtlerde kuvars ve plajioklaslar kayacın ana bileşenini oluşturmaktadır. Kuvarslar mikron boyutlarında olup iri plajioklas ve ortoklaslar arasında yer almaktadırlar. Polısentetik ıkızlenme sunan plajioklaslar mikron boyutlarındadır ve sünümlü koşullarda gelişen kınklanmalar boyunca ufak boyutlu yeni kristal lenmeler göstermektedirler. Az oranda bulunan ortoklaslarda yaygın pertitik yapı gözlenmektedir. Çok fazla deformasyon sunmayan kayada korunmuş ilksel magmatık dokuyu yansıtan ve ırı plajioklas ve ortoklaslardan kaynaklanan porfiritik doku gözlenmektedir. Yoğun kuvarsların gözlendiği kesimlerde ise kaya poligonal doku sunmaktadır. Metaaplıtleri temsilen sekiz örneğin ana element analizleri yapılmıştır. Analizlerden elde edilen sonuçlar Çizelge 2'de verilmektedir. Magmatik kayaların kimyasal analizleri göz önüne alındığında, metaaplitlerin SİO2 ve A 2 bakımından orta değerlerde olduğu görülmektedir. Menderes Masifi'nin genelinde, gnayslardan yapılan kimya analizleriyle metaaplitlerin analız sonuçları karşılaştınldığında SO2, AI2O3, Ti0 2 ve MgO değerlerince her iki kayacın yaklaşık aynı oranlara sahip oldukları görülmektedir (Bozkurt ve diğ., 995; Koralay ve diğ., 2004). Fe 2 ve K 2 0 değerlerinin ise gnayslarda daha yüksek (Fe 2 03: % 0,55,0 K 2 0: % 2,05,5) olmasına karşın metaaplitlerde oldukça düşük değerlerdedirler (Çizelge 2). Bu oranlann, gnayslarda yüksekliği, iri feldspat gözleri ve bol biyotit içermesinden, metaaplıtlerde düşük olması ise çok az oranda ortoklasın varlığı ve hiç biyotit içermemesinden kaynaklanmaktadır. Aynı şekilde, Na 2 0 ve CaO değerlerinin gnayslarda daha düşük (Na 2 0: % 2,55,0 CaO: % 0,32,0) olmasına karşın metaaplitlerde ise bu değerlerin yüksek olduğu görülmektedir (Çizelge 2). Bunu nedeninin, metaaplitlerin daha yüksek oranda plajioklas minerallerine sahip olmasından kaynaklandığı söylenebilir. 422

6 5. ndüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, 34 Mayıs 2004, izmir, Türkiye lement Örnek No:l Çizelge 2. Metaaplitlere ait ana element analiz sonuçları. Örnek Örnek Örnek Ömek Ömek Ömek No:2 No:3 No:4 No:5 No:6 No:7 Örnek No: 8 Ortalama Temsili Siö 2 72,28 75,78 78,82 75,56 74,4 75,25 76,7 76,56 77,36 A 2 2,36 2,89 0,77 2,88 2,8,38 3,73 4,05 0,98 Fe 2 0,4 0,6 0,09 0,0 0,04 0,26 0,9 0, 0,0 TİÖ2 0,77 0,55 0,29 0,58 0,62 0,60 0,53 0,54 0,47 CaO,94 3,4,86 3,33 3,72 2,49 2,57 3,43 2,34 Mgö Na 2 0 6,75 5,6 5,99 5,94 5,09 6,2 6,39 5,83 6,00 K 2 0 0,65 0,30 0,23 0,2 0,3 0,65 0,62 0,4 0,27 K.K 5,,29,94,39 2,56,4 0,75,00,55 4. MTAAPLİTLRİN FLDSPAT CVHRİ OLARAK DĞRLNDİRİLMSİN YÖNLİK DNYSL ÇALIŞMALAR Bölgedeki feldspat oluşumlarının, endüstriyel kullanıma uygunluğunun belirlenebilmesi için laboratuvarda gerçekleştirilen ön fiziksel testler Şekil 3'de akım şeması halinde verilmiştir. Sahadan alman numuneler öncelikle çeneli kırıcıda kırıldıktan" sonra elek analizi yapılmış, daha sonra tane fraksiyonları mikronun altına öğütülerek her tane fraksiyonunun kimyasal analizi yapılmış ve Çizelge 3 ve 4'de görülen sonuçlar elde edilmiştir Sahadan alına numunelerin çeneli kırıcıda kırılıp elek analizi yapıldıktan sonra kınlma davranışını saptamaya yönelik bu testlerde kırıcı çıkışı ürün elek metal çizelgesi çizelge 5'de verilmektedir. Çizelge.3 Besleme Malı Tane İriliği Tane İriliği 9, , ,5 0,50,35 0,350,22 0,220,06 0,060,080 0,080 0 Toplam Ağırlık (%) 25,76 30,9 4,98 3,07 6,98 3,93 2,38 4,6,59 6,25 %Na,0 4,43 4,72 5,65 7,2 6,03 4,79 4,4 5,88 5,8 6,58 5,26 2,68 27,7 5,34 7,68 8,00 3,57,99 4,65,57 7,8 ı lekmetal Çizelgesi (Na 2 0 ) Kiımülatif lek Altı Kümülatif lek Üstü Ağ (%) 74,25 43,34 38,36 25,29 8,3 4,38 2,00 7,84 6,25 %Na,0 5,26 5,55 6,5 6,2 5,74 5,63 5,86 6,5 6,30 6,58 9,80 59,32 53,06 32,34 2,97 8,78 6,44 0,99 9,6 Ağ. (%) 25,76 56,67 6,65 74,72 8,70 85,63 88,0 92,7 93,76 %Na,0,43 3,22 3,42 4,07 4,24 4,26 4,26 4,34 4,35 5,26 8,20 40,68 46,94 67,66 77,03 8,22 83,56 89,0 90,84 423

7 U Malayoğlu, Koralay, A Seyrankaya & H. Yenice Çizelge. 4 Besleme Malı Tane İriliği ı lekmetal Çizelgesi (SİO2 ) Tane İriliği Ağırlık (%) %Sİ0 2 Kümülatif lek Altı Ağ. (%) %Sİ0 2 Kümülatif lek Üstü Ağ. (%) %Sİ0 2 9, ,76 54,43 23,45 59,80 25,76 54,43 23,45 4, ,9 34,43 28,4 74,25 6,65 76,56 56,67 54,43 5, ,98 65,7 5,47 43,34 66,80 48,42 6,65 55,34 57,06 2 3,07 63,03 3,78 38,36 66,94 42,95 74,72 56,69 70,84 0,5 6,98 59,3 6,90 25,29 68,96 29,7 8,70 56,89 77,74 0,50,35 3,93 67,97 4,47 8,3 72,70 22,27 85,63 57,40 82,2 0,350,22 2,38 79,35 3,6 4,38 73,99 7,80 88,0 57,99 85,37 0,220,06 4,6 72,76 5,06 2,00 72ı93 4,64 92,7 58,66 90,43 0,060,080,59 77,94 2,07 7,84 73,03 9,58 93,76 58,99 92,50 0,0800 6,25 7,82 7,5 6,25 7,82 7,5 59,80 Toplam 59,80 Çizelge 5. Kırma ürünü tane iriliği dağılımı elekmetal çizelgesi Tane İriliği Ağırlık (%) %Na : 0 %Sı0 2 Kümülatif lek Altı Ağ. (%) %Na 2 0 Kümülatif lek Altı Ağ. (%) %SiO, 4.76,65 5,72 56,78,69 5,57 62,54 4, ,65 3,75 9,98 6,03 6,03 5,96 65,7 59,3 55,37 3,68 4,06 2,37 98,35 85,70 8,95 5,57 5,50 5,48 98,32 84,63 80,57 98,35 85,70 8,95 62,63 62,8 62,32 98,52 85,23 8,68 0,5 6,0 6,42 64,77 8,55 6,97 5,32 59,20 6,97 64,56 63,99 0,50,35 7,58 5,49 73,24 7,47 45,87 4,94 40,65 45,87 64,48 47,3 0,350,22 5,89 3,0 56,3 3,8 38,29 4,83 33,8 38,29 63,75 38,43 0,220,06,96 3,9 74,8 8,39 32,40 5,6 30,00 32,40 63,92 33,3 0,060,080 4,97 4,25 54,43 3,79 20,44 5,89 2,6 20,44 54,92 8,94 0,0800 5,47 6,42 59,04 7,82 5,47 6,42 7,82 5,47 59,04 4,6 Toplam 5,57 62,54 Yapılan kırma testlerinde cevherde bir ön yapısal özeelliğe bağlı zenginleştirme yöntemine ek zenginleştirme olabilmesi imkanlan araştırılmıştır. olarak diğer yöntemlerin de uygulanması söz Bu ön zenginleştirme çalışmaları sonucu tane konusudur. Ancak bu çalışmalar halen devam iriliğine bağlı Na 2 0 ve K 2 0 ve Sı0 2 deki etmektedir, değişimleri gözlemlenmiş ve ilk aşamada bu cevherin özellikle seramik sektöründe değerlendirilebileceği sonucuna varılmıştır. Bu 424

8 5 ndüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, 34 Mayıs 2004, izmir, Türkiye Bu araştırma sonucu elde veriler Curalar Köyü (BuldanDenizli) metaaplit oluşumlarının potansiyel bir feldspat kaynağı olabileceğini göstermektedir. Ti0 2 ve Fe 2 gibi renk verici bileşenlerin seramik ve cam endüstrisinde arzu edilen değerlerin üzerinde olması ve ham cevherin Na 2 0 tenorunun nispeten düşük olması bu tip cevherlerin doğrudan değerlendirilmesini mümkün kılmamaktadır. Bu nedenle zenginleştirme işlemlerinin (flotasyon, manyetik ayırma vb.) yapılarak teknik özelliklere sahip konsantre elde edilmesi olanaklarının ve koşullarının araştırılması, ayrıca maliyet analizlerinin yapılması yerinde olacaktır. KAYNAKLAR Şekil.3 Sahadan alınan örneklere uygulanan fiziksel ön testler 5. SONUÇLAR Bu çalışmada, Curalar Köyü (BuldanDenizli) metaaplit oluşumlarının değerlendirilmesine yönelik irdelemeler yapılmıştır. Yapılan çalışmaların amacı, bu bölgedeki oluşumların endüstriyel hammadde olarak değerlendirilebilmesinin Na 2 0, K 2 0 ve Si0 2 içeriğine bağlı olarak belirlenmesi ve cevherde yapısal özelliğe bağlı bir ön zenginleştirmenin olup olmadığının belirlenmesidir. Ticari anlamda değerlendirilebilecek feldspat hammadde kaynaklarındaki yeni arayışlar; yeni sahaların bulunmasını veya mevcut sahalardaki sorunların giderilerek değerlendirilmesini zorunlu kılmaktadır. Bu nedenle son yıllarda artan feldspat cevheri talebi de dikkate alınarak ülkemizdeki potansiyel kaynakların değerlendirmeye alınması gerçeği Denizli Buldan örneğinde olduğu gibi diğer sahalarda da teknolojik çalışmaların yapılması gerektiğini ön plana çıkarmaktadır. Hetzel, R. & Reischmann, T Intrusion age of PanAfrican augen gneiss in the southern Menderes Massif and the age of cooling after Alpine ductile extensional deformation. Geological Magazine 33, Gessner, K., Collins, A.S., Ring, U. & Güngör, T Structural and thermal history of polyorogenic basement: UPb geochronology of granitod rocks in the southern Menderes Massif western Turkey. Journal of Geological Society, London 6, 930. Bates, R.L., Jackson, J.A., Geology, Virginia. 980, Glossary of Hızal, M., 997, Potasyum Fedspatların Dünü, Bugünü ve Yarını, 2. ndüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, îzmir, Bozkurt,., Winchester, J.A. ve Park, R.G Geochemistry and tectonic significance of augen gneisses from the southern Menderes Massif (West Turkey). Geological Magazine 32,