maden arama ve sondaj - Madencilik Haberleri

MADEN ARAMA VE
SONDAJ
MINERAL EXPLORATION AND DRILLING
Dünyamızdan hammadde temini insanlık tarihinin başlamasıyla başlamış sonrasında
uygarlık tarihinde hammaddelerin temin edilme metodu devirlere adını vererek
uygarlaşmanın
l
en belirleyici
b li l i i unsurlarından
l
d
bi i i olmuştur.
birisi
l
t
U
Uygarlık
l k tarihinin
t ihi i baş
b
döndürücü gelişimi özellikle kömür ve demirin sanayide kullanılmaya başlaması ile son iki
yüz yıl içerisinde üstel olarak hızlı bir ivme ile artmıştır. Günümüzde de geçerli olmak
üzere insanlık tarihinin en büyük savaşları hammadde kaynaklarını ele geçirmek için
yapılmış/yapılmaktadır. İçinde bulunduğumuz yüzyılda ise madencilik faaliyetleri olmadan
insan yaşamının sürdürülebilmesi olası değildir. Bu gün, kullanıldığımız arabalardan içinde
yaşadığımız evlere,
evlere bilgisayarlardan telefonlara kadar yaşamımız için vazgeçilmez olan
hemen her şey, madencilik etkileri sonucu elde edilen ürünler sayesinde varlık
kazanabilmektedir. Yine, madencilik faaliyetleri olmaksızın tarımsal üretimin yada elektrik
enerjisi üretiminin bulundukları düzeyin çok altında olacakları açıktır. Bu bakımdan
madencilik sektörü günümüzde olduğu gibi gelecekte de uygarlık için vazgeçilmez
konumunu sürdürecektir.
2
En genel tanımı ile madencilik, yerkabuğundan minerallerin elde edilmesi işlemidir Bir mineral belirli bir kimyasal bileşimi ve ayrı fiziksel özellikleri
işlemidir. Bir mineral, belirli bir kimyasal bileşimi ve ayrı fiziksel özellikleri olan ve tabiatta doğal olarak bulunan bir maddedir. Cevher ise, içerisinden değerli bir madenin ekonomik olarak elde edilmesi mümkün bir mineral yada mineraller bileşimidir. i
ll bil i idi
Mineraller ,temel bileşenleri ve kullanım alanlarına göre ,genellikle üç ana grupta toplanırlar. Metalik cevherler, metalik olmayan cevherler ve enerji mineralleri. Metalik cevherler; ferrometaller (demir, manganez, molibden, tungsten gibi), baz metaller (bakır, kurşun, cinko, kalay gibi), değerli metaller ( altın, gümüş, platin gibi) ve radyoaktif metaller ( uranyum, toryum, radyum gibi) oluşur. Metalik olmayan cevherler fosfat, potas, taş, kum, çakıl, sülfür, tuz, feldspat gibi endüstriyel mineralleri içerir.
tuz, feldspat gibi endüstriyel mineralleri içerir. 3
Genel olarak madencilik, arama faaliyetleri ile başlayan, cevher üretimi‐
Genel
olarak madencilik arama faaliyetleri ile başlayan cevher üretimi
zenginleştirilmesi ile devam eden ve çalışılan madenlerin kapatılması ve çevre düzenlemesi ile son bulan bir süreçler bütünüdür. Madencilik süreçleri genel olarak dört ana safhada toplanmaktadır. l k dö
fh d
l
k d
Arama (Prospection)
Araştırma (Exploration)
Geliştirme (Mining Operation)
Üretim (Mineral Processing)
4
Arama (Prospection) işlemi, mineral yataklarının araştırılması işlemdir. Araştırma g
görsel inceleme, jeolojik çalışmalar, hava fotoğrafları, haritalama gibi doğrudan ,j
j ç ş
,
ğ
,
g
ğ
yöntemler yanında, jeofizik ve jeokimya gibi dolaylı yöntemler ile yapılır. 5
Araştırma safhasında (Exploration) ise mineral yatağının boyut, şekil, lokasyonu
ve ekonomik değeri prospeksiyon
ğ p p
y safhasında kullananlara benzer, ancak daha ,
detay ve finansal analizleri de içerecek şekilde belirlenir. Arama safhasında mostradan alınan yada kuyu, galeri veya sondajlardan elde edilen temsili numuneler kimyasal spektrografik radyometrik ve benzeri analizlere tabi
numuneler, kimyasal, spektrografik, radyometrik ve benzeri analizlere tabi tutularak cevher yatağının yayılımı ve kalitesi hakkında daha kapsamlı ve detaylı bilgiler elde edilmeye çalışılır. Geçmişte yüzeyde mostra vermeleri nedeniyle, göreli daha kolay sıklıkla da tesadüfen bulunan cevher damarlarının aranması
göreli daha kolay, sıklıkla da tesadüfen bulunan cevher damarlarının aranması, günümüzde modern teknoloji ve ekipman gerektirmekte, farklı disiplinlerden oluşan bir ekip tarafından yapılabilmektedir.
6
Birbirlerinden kesin çizgilerle ayrılamayan arama (prospeksiyon) ve araştırma safhaları ile maden yatağının belirlenmesi tamamlandığında esas üretim için gerekli olan ve yatağa ulaşmak amacıyla yapılacak olan
esas üretim için gerekli olan ve yatağa ulaşmak amacıyla yapılacak olan hazırlık işlemlerini kapsayan geliştirme (Mining Operation) safhası başlar. Prospeksiyon ve araştırma safhalarında elde edilen bulgular, aynı zamanda h lk l
hazırlık çalışmalarının kapsamı ve cevher kütlesine ulaşmada kullanılacak l
k
h kü l i
l
d k ll l k
yöntem ile cevherin üretim yöntemi konularında bilgileri de içermektedir. Üretim (Mineral Processing)safhasında ise mineralin yerkabuğundan alınarak işlenmesi söz konusudur. Üretim cevher kütlesinin boyutu Ya da y y
yüzeye olan yakınlığı gibi çeşitli faktörlere bağlı olarak, örneğin kamyon ve y
ğ g ç ş
ğ
ğ
y
ekskavatörler kullanmak suretiyle açık ocak kazısı yada eğer cevher derinde ise kuyu ve tüneller kullanılarak yeraltı işletmeciliği ile yapılır. 7
Birbirlerinden kesin çizgilerle ayrılamayan arama (prospection) ve araştırma safhaları ile maden yatağının belirlenmesi tamamlandığında esas üretim için gerekli olan ve yatağa ulaşmak amacıyla yapılacak olan
esas üretim için gerekli olan ve yatağa ulaşmak amacıyla yapılacak olan hazırlık işlemlerini kapsayan geliştirme (Mining Operation) safhası başlar. Prospeksiyon ve araştırma safhalarında elde edilen bulgular, aynı zamanda h lk l
hazırlık çalışmalarının kapsamı ve cevher kütlesine ulaşmada kullanılacak l
k
h kü l i
l
d k ll l k
yöntem ile cevherin üretim yöntemi konularında bilgileri de içermektedir. Üretim (Mineral Processing)safhasında ise mineralin yerkabuğundan alınarak işlenmesi söz konusudur. Üretim cevher kütlesinin boyutu Ya da y y
yüzeye olan yakınlığı gibi çeşitli faktörlere bağlı olarak, örneğin kamyon ve y
ğ g ç ş
ğ
ğ
y
ekskavatörler kullanmak suretiyle açık ocak kazısı yada eğer cevher derinde ise kuyu ve tüneller kullanılarak yeraltı işletmeciliği ile yapılır. 8
Ülke ekonomileri bakımından son derece büyük önem taşıyan madencilik sektörü ,diğer herhangi bir ekonomik sektörden farklı kılan ve tek başına ayrı bir sektör şeklinde düzenlenmesini gerektiren temel özellikleri bulunmaktadır. Söz konusu özellikler
l ö llikl i b l
k d Sö k
ö llikl
1. Mineral kaynakları tüketilebilir kaynaklardır
2. Çoğunlukla yerkabuğunun derinliklerinde bulunan yatak oluşumları büyük belirsizlikler taşır
3. Maden üretiminin yapıldığı yer, çoğunlukla alım satımın yapıldığı piyasalardan ya da kullanıldığı 3
ade ü et
yap d ğ ye , çoğu u a a sat
yap d ğ p yasa a da ya da u a d ğ
yerlerden uzaktır
4. Üretilen cevherin satılabilir ürünlere dönüştürülmesi, genellikle cevherin bir ön işleme tabi tutulmasını gerektirir
5 Üretim öncesi faaliyetler, diğer sektörlere nazaran çok daha uzun süreli, kapsamlı, zorlu ve 5.
Ü ti ö
i f li tl diğ
ktö l
kd h
ü li k
l
l
maliyetlidir
6. Madencilik yatırılmalarında arama maliyetleri son derece yüksek olup, büyük risk taşır. Bir çok durumda, katlanılan yüksek arama maliyetlerine karşın, ekonomik olarak işletilebilecek bir ,
y
y
ş ,
ş
mineral varlığının belirlenememe olasılığı söz konusudur
7. Madencilik süreçlerinin her safhasında risk unsuru mevcuttur. Arama riskinin yanında, pek çok cevher için fiyat dalgalanmaları da diğer sektörlere göre çok daha büyüktür. Her an bulunabilecek ya da fiyat avantajı elde edilebilecek aynı yada ikame bir cevher kaynağının rekabeti olasıdır.
d fi t
t j ld dil bil k
d ik
bi
h k
ğ
k b ti l d
8. Madencilik sektörlerinde ölçek ekonomisi, diğer sektörlere göre çok daha büyük önem taşımaktadır.
9. Madencilik üretimlerinin genellikle yerleşim yerlerinden uzakta yapılması zorunluluğu, altyapı g
y
ş y
y p
ğ , y p
inşaat maliyetlerinin diğer sektörlere göre çok daha yüksek olmasına neden olmaktadır.
10. Madencilik faaliyetleri aramalardan madenin kapanmasına kadar olan her safhasında, gerek çevre gerekse yapıldığı yerdeki yerleşim yerleri ve yerel halk üzerinde olumlu yada olumsuz ciddi etkiler l t bili
oluşturabilir. 9
MADEN ARAMA ve ARAŞTIRMA
Yeraltı kaynaklarının yerin oluşumundan itibaren farklı jeolojik
devirlerde,farklı ortamlarda oluşmaları, bunların bulunuş şekilleri, yankayaç
türleri,
l
cevher
h yankayaç
k
ilişkileri,
l kl
tektonik
k
k olaylardan
l l d etkilenme
kl
d
dereceleri,
l
yatakların parajenezleri, tenör ve rezervlerinde de belirgin farklılıkların ortaya
çıkmasına yol açmıştır. Bu durum yüzlerce farklı bileşimli hammadde türü
yanı sıra, tek bir hammadde türü içinde söz konusudur. Örneğin sadece demir
cevherleri ele alınırsa bunların, magmetik segregasyon,skarn, pnömatolitik,
hidrotermal,, ekshalatif‐ sedimanter,, sedimanter ve metomorfik süreçlerin
ç
etkin olduğu farklı dönemlerde oluştukları anlaşılır. O halde maden
yataklarının aranmasına geçmeden önce veya aramalar sırasında maden
yatakları ve endüstriyel hammaddeler ile ilgili bir çok kaynağın taranması
zorunludur.
10
Maden yataklarının aranması (prospection) yerkabuğunda bulunan cevher
zuhurlarının aranması, diğer bir deyişle cevherce ümitli bölgelerin incelenmesi,
i l il bili cevher
işletilebilir
h
k
konsantrasyonlarının
l
b l
bulunması
ve bunların
b l
ekonomikliği
k
ikliği
konusunda gerekli verilerin sağlanmasını esas alan dönemdir. Yeni cevher
zuhurlarının bulunmasını hedef alan bu dönemde arazi gözlemleri esastır.
Prospeksi on sırasında
Prospeksiyon
s ras nda genel jeoloji,
jeoloji tektonik,
tektonik stratigrafi,
stratigrafi petrografi,
petrografi paleontoloji,
paleontoloji
jeofizik, jeokimya, jeomorfoloji, maden yatakları ve maden ekonomisi gibi jeolojinin
bir çok dalına ait teorik ve pratik bilgilerden faydalanılır. Ancak jeoloji, jeofizik ve
jeokimya ile ilgili arazi çalışmaları prospeksiyon çalışmalarının ana bileşenleridir.
bileşenleridir
11
Arama (Prospection) ve Araştırma (Exploration) dönemlerin ayrılması
konusunda kesin bir sınır olmamakla birlikte hal tartışılmaktadır.
tartışılmaktadır Gocht
(1978) prospeksiyonu yerkabuğunda yeni hammadde zuhurlarının
bulunmasını sağlayan
bir dönem olarak nitelendirmiş, propeksiyon
programları
l
çerçevesinde
d fotojeolojik,
f
l k jeolojik,
l k jeofizik
f k ve jeokimyasal
k
l
prospeksiyon yöntemlerinin uygulanmasını önermiştir. Buna karşılık
araştırma dönemi için; zuhurların değerlendirilmesi, rezerv miktarların
hesaplanması amacıyla yarma açma, numune alma ve numunelerin analiz
edilerek değerlendirilmesi gibi madencilik çalışmalarının yürütülmesi gereği
üzerinde durulmuştur.
ş
Ayrıca
y
yyazar her iki dönemi ön ve detayy olmak üzere iki
alt bölüme ayırmıştır. Öte yandan Peters (1978) geleneksel prospeksiyon
kavramını explorasyon kavramı içinde bir bölüm halinde ele alarak, maden
arama dönemlerini daha farklı bir tarzda düzenlemiştir.
düzenlemiştir Kuzvart ve Böhmer
(1986) ise maden yataklarının arama ve değerlendirmesini yukarıdaki iki
araştırmacıdan farklı olarak Ön prospeksiyon, detay prospeksiyon, genel
araştırma ön araştırma,
araştırma,
araştırma detay araştırma,
araştırma işletme esnasındaki araştırmalar
olmak üzere 6 dönemde tarif etmişlerdir.
12
Maden Arama (Prospection)
Arama çalışmaları sırasında stratigrafi, sedimanter, magmatik ve
metamorfik kayaçların petrografisi, tektonik, yapısal jeoloji, jeokimya,
j
jeomorfoloji,
f l ji hidrojeoloji,,
hid j l ji jeofizik,
j fi ik bölgenin
böl i madencilik
d ilik tarihçesi
ih i gibi
ibi
konuları kapsayan kriterler esas alınır. Öncelikle cevher yataklanma tipleri
oluşum karakteristiklerinin ortaya konulması maden yatağının tarif edilmesi
boyutlarının ortaya konulması açısından en önemli rehberdir.
13
Cevherleşme Ve Yan Kayaç İlişkileri
Cevher kütlelerinin yan kayaç ile ilişkileri
Cevher kütlelerinin yan kayaç ile ilişkileri denilince;
1. Geometrik ilişkiler (Yataklanma şekilleri)
2 C h
2. Cevher yerleşmesi ile ilgili ilişkiler.
l
i il il ili ili kil
3. Yaş ilişkileri
14
Geometrik İlişkiler (Yataklanma Şekilleri)
Maden yataklarının şekilleri ve yan kayaçla ilgilerinin incelenmesi maden
yatağı incelemelerinde bilhassa ekonomik değerlendirilmesinin yapılabilmesi
ve oluşumuna yaklaşılabilmesi açısından çok önemlidir. Tabiatta çok çeşitli
yataklanma şekilleri vardır.
vardır Ayrıca birçokları tarafından değişik şekillerde
sınıflandırılmışlardır. Mesela yataklanma şekilleri;
a) Düzenli yataklanmalar ( Katman ve katmanımsı yataklar, damarla,
mercekler)
kl )
b) Yarı düzenli yataklanmalar ( pipo şekilli yataklar, bacalar)
c) Düzensiz yataklanmalar (Dissemine yataklar, stoklar)
Şeklinde sınıflandırıldığı gibi;
a) İzometrik şekilli yataklar ( Maden yatağının her yönde olan uzunlukları
yaklaşık birbirine eşittir; stoklar, stokvörkler gibi)
b) Plaka şekilli yataklar ( tabaka ve bantlar, damarlar)
c) Boru şekilli yataklar
Şeklinde
Şe
de de ssınıflandırılmıştır.
a d
ş
Bu yatak şekillerini kesin kes birbirinden ayırmak zordur. Yani birbirine
geçişler gösterirler. Oldukça karmaşık şekilli oldukları bilinen bu yataklanma
sınıflandırabiliriz
şekillerini daha anlaşılır bir gruplandırılmayla şöyle sınıflandırabiliriz.
a. Stoklar: İntrüzif kayaçlarda olduğu gibi yan ve örtü kayaçlarını delerek sokulum yaparak oluşan ve yan taşla düzgün olmayan sınırlar gösteren bir yataklanma şeklidir (Şekil 2) Genel olarak tektonik yarık ve çatlaklara
yataklanma şeklidir (Şekil 2) Genel olarak tektonik yarık ve çatlaklara bağlıdır. Bu tip yataklanmada cevherin geliş yollarının bilinmesi cevherleşme ve yan kayaç ilişkilerinin daha kolay tespit edilmesini sağlar. Stok oluşumu ile birlikte diğer tip yataklanmalarda
ş
ğ
py
ggörülebilir. Bilhassa subvolkanik çözeltilerin tüf ve volkanik breş gibi yantaşlardaki
yataklanmalarında stoklar yanında baca, hortum, damarcık ağı gibi yataklanma şekilleri de görülür.
Dissemine tip: Büyük kayaç kütleleri içinde düşük tenörlü
minerallerin dağılmış olmasından oluşan tiptir. Şiliren ve mercek tipleri en alışılmış şekillerdir
Bir çok peridodit
Bir
çok peridodit ve serpantinit
ve serpantinit masifleri inklüzyonlar
masifleri inklüzyonlar şeklinde şeklinde
kromit ihtiva edebilirler. Bu inklüzyonlar toplanarak mercek şeklinde şilirenleri oluşturabilir. Şiliren şeklindeki mineralizasyonlar bandlı
ya da zonlu bir şekil gösterebilirler
bir şekil gösterebilirler
ya da zonlu
Stokvörk tipi: Birbiriyle irtibatlı çok ince damarcık ağı şeklinde olup damarların kalınlıkları cm’den
kalınlıkları cm
den dm
dm’ye
ye kadar değişebilir. Çok kırıklı kayaçlarda bu boşlukları kadar değişebilir Çok kırıklı kayaçlarda bu boşlukları
cevherli çözltilerin doldurması sonucu oluşurlar (Şekil 4). Granit masiflerinin çevresinde kasiterit (Sn) stokvörklerine çok sık rastlanır. Stokvörkler damarlar halinde değil kütlenin tamamı alınarak işlenebilir Genellikle düşük tenörlü olurlar.
değil kütlenin tamamı alınarak işlenebilir.Genellikle düşük tenörlü
olurlar
c.Tabakalar: Mineral konsantrasyonu tabakalanma yüzeylerine paralel, diğer y
y y
p
ğ
boyutlarına göre kalınlığı az, stratigrafik seriler içinde yer alan cevherleşme şekilleridir. Bu yataklanma şekilleri mercek ve yığın şeklindeki yataklara geçiş gösterebilirler. Birçok hallerde yassılaşmış mercek şekilleri ile ve tabakalar
gösterebilirler. Birçok hallerde yassılaşmış mercek şekilleri ile ve tabakalar arasına giren filonlarla karıştırılabilir. Tabaka şekilli cevherleşmeler sedimanter yataklarda görülür (Şekil 5). Bazı oluşum biçimlerinde aslında tabakalı olmayıp ta tabakalı ya da katmanımsı görülen şekiller vardır Mesela pirometasomatik
tabakalı ya da katmanımsı görülen şekiller vardır. Mesela pirometasomatik
yataklarda ya da bazik veya ultrabazik kayaçlarda psödostratigrafik şekiller görülür. Şekil 6 ‘de görüldüğü gibi burada kromit oluşumları birer ayrımlaşma yüzeyleri h li d
halinde gelişmişlerdir.
li i l di
19
d. Damarlar: Diğer boyutlarına göre kalınlığı az, çeşitli istikametlerde uzanan oldukça paralel yüzeyleri olan yan kayacı kat etmiş cevherleşme şeklidir Bunlar epijenetik
paralel yüzeyleri olan yan kayacı kat etmiş cevherleşme şeklidir. Bunlar epijenetik
yataklardır. Damar yan kayacın tabakalanması ve şistozitesi (yapraklanma) ile uyumlu ise buna Filon denilir. Tabakalar arasına girerek yerleşmiş bu tip yataklar tabakalı tiplerle karıştırılabilir. Oysa filonlar epijenetiktirler. Filonun yerleşmesiyle yantaş alterasyona
karıştırılabilir. Oysa filonlar epijenetiktirler. Filonun yerleşmesiyle yantaş
uğrar. Kalınlıkları birkaç cm’den 100 cm’ye kadar olabilir.
Damarlar esas itibariyle tektonik yapıya uygun olarak fay ve çatlakların dolmasıyla meydana gelirler. Bazen fay boşluğuna düşen kaya parçaları cevherleşmenin içinde kalır y
g
y ş ğ
ş
y p ç
ş
ç
ve cevherleşmeye breşik görüntü kazandırır. Bu durumda bir mineral öncesi fay olduğu sonucu çıkar. Mineral öncesi meydana gelen fay boşlukları ekseriyetle tek bir zamanda değil, çeşitli zamanlarda olabilir. Ayrıca fay boşlukları zamanla açılabilir. Mineral sonrası faylar ise cevherleşmeyi yerinden oynatır. Fakat aynı fay mineral öncesi olarak cevher yerleşimine sebep olduğu gibi daha sonrada harekete geçerek cevheri ezikli hale getirir ya da yerinden oynatır.
20
Damar ile yan kayacın kontağındaki yan kayaç bölmesine çeper denir. Damarın altındaki çepere taban üzerindekine tavan denir Taban ve tavan arasını dolduran malzemeye
çepere taban, üzerindekine tavan denir. Taban ve tavan arasını dolduran malzemeye damar dolgusu denir. Damar dolgusu ile çeperler arasında kalan sınırda bir killeşme meydana gelir ki buna da Salband denir
Cevherleşme damar içinde homojen bir şekilde dağılmaz. Genellikle cevher sütunları denilen çeşitli zenginleşmiş zonları kapsar. Cevher sütunları çeşitli sütunları denilen çeşitli zenginleşmiş zonları
kapsar Cevher sütunları çeşitli
şekillerde oluşabilir. Mesela damar arakesitlerinde cevher zenginleşmesi olabilir. Bu o yan kayacın etkisiyle olur. Böyle oluşan minerallere Topomineraller denir. Bu şekilde bir altınlı kuvars damarı genellikle piritli ve kömürlü şistlerden
şekilde bir altınlı kuvars damarı genellikle piritli ve kömürlü şistlerden geçerken (Au) bakımından zenginleşebilir (Avusturalya’da Ballarat damarı).
21
Damar Çeşitleri
Damarlar her zaman büyük fay zonları ve yönlü basınç kırıklanmaları
Damarlar her zaman büyük fay zonları
ve yönlü basınç kırıklanmaları vasıtasıyla vasıtasıyla
oluşmazlar. Daha küçük çaplı, küçük hareketlerin sonunda meydana gelen çatlak ve yarıklarda da damarlar oluşabilir. Böyle ortamlarda görülen damar tipleri merdiven ve basamak tipleridir
d
b
k l d
22
Antiklinalin hemen alt ve üst kısımlarındaki boşluklarında kemer sırtı damarları oluşur. Senklinallerde ise oluk şeklinde damarlar görülür Metamorfik şistler içinde ise genellikle merceksi damarlar oluşur. Bunlar cevherli eriyiklerin basınçla açılmış şistli kayaç veya esnemiş boşluklarının dolmasıyla oluşur
23
Aramada Jeolojik İnceleme Yöntemleri
Maden yataklarının aramalarında kullanılan jeolojik incelemeler, hava fotoğraflarının değerlendirme sonuçlarını arazi çalışmaları ile elde edilen jeolojik‐tektonik haritaları
değerlendirme sonuçlarını, arazi çalışmaları ile elde edilen jeolojik‐tektonik haritaları, petrografik tayinleri ve maden yatakları çalışmalarını kapsar. Ayrıca bir dizi laboratuar çalışması yapılır. Yapılan bu tür çalışmalar ile yatak şekilleri ve büyüklükleri ile cevher dağılımı belirlenir ve böylece prospeksiyon bölgeleri ile prospeksiyon yöntemlerinin
dağılımı belirlenir ve böylece prospeksiyon bölgeleri ile prospeksiyon yöntemlerinin seçimi için bazı önemli bilgiler elde edilir. Arazi çalışma yöntemi, ulaşılması istenilen amaca, bölge hakkında mevcut bilgilere, eldeki malzemelere, yersel jeolojik ve yapısal imkanlara göre belirlenir.
g
24
Jeolojik harita alımı ile ilgili bazı laboratuar incelemeleri şu şekildedir.
•İnce kesit mikroskopisi: Kayaçların minerolojik bileşimi ile cevher mineralleri arasındaki bazı gang minerallerinin tayinleri yapılır.
•Cevher Mikroskopisi: Cevher minerallerinin türleri ve ilişkileri belirlenerek, p
ş
köken ve cevher zenginleştirme işlemleri ile ilgili bilgiler elde edilir.
•Elek Analizleri: Petrografik tanımlamalar için gerekli tane boyutlarının tayini yapılır
•Paleontolojik İncelemeler : Mikro ve makro fosil tayinleri yapılarak sedimanter oluşum yaşları ve çökelme ortamlarının karakterleri belirlenir
•Karbon 14 analizi : 40 bin yıla kadar mutlak yaş tayini yapılabilir
•Karbon 14 analizi : 40 bin yıla kadar mutlak yaş tayini yapılabilir
•Kükürt İzotop tayini: Sülfidli ve sülfatlı münerallerdeki kükürt izotop oranları hesaplanarak, bunların yaşları ve oluşum ortamlarının karakterleri hakkında bil i ld dili
bilgi elde edilir
25
Uzaktan Algılama Ve Fotojeolojı
Uydulardan alınan fotoğrafların veya elektromanyetik kayıtların yorumlanması sonucunda yeryüzündeki coğrafik, jeolojik, tarımsal, çevresel, ormancılık, okyanusal
ve benzeri birçok konuda durağan yada zamanla değişen çok sayıdaki özellik
ve benzeri birçok konuda durağan yada zamanla değişen çok sayıdaki özellik saptanıp üzerinde çalışılabilmektedir.
Uzaktan algılama, elektromanyetik spektrumun morötesi ışınları ile mikro dalga g
,
y
p
ş
g
ışınları arasındaki bölümünden yararlanarak, havadan ve uzaydan cisimlerin özelliklerini kaydetme ve inceleme tekniğidir.
Jeologlar hava fotoğraflarının maden arama çabalarına yardımcı olması amacıyla 40 yılı aşkın bir süreden beri kullanmaktadırlar. 1972 'de Landsat 1 uydusunun yörüngeye oturtulmasıyla birlikte yüksek çözünürlüklü (high resolution) uydu görüntülerinin gelişimi, arama jeologlarına artan bir biçimde dijital görüntülere (kompüterize olmuş veriler) talepte bulunmaya yöneltmiştir. Son yıllarda jeologlar gizli (derindeki) maden yataklarını aramak için yeryüzünün jeokimyasal, jeofiziksel ve diğer harita verilerini elde etmeye başlamışlardır. Şimdi coğrafik bilgi sistemlerini (Geographical information systems = GIS) kullanarak her türlü veri üzerinde oynamak olasılıdır.
26
Uzaktan algılamada bir obje yada bir bölge hakkında verilerin toplanması, g
j y
g
p
onlarla fiziksel bir temas olmaksızın gerçekleşmektedir.
Uzaktan algılamada kullanılan veri toplama sistemleri şunlardır:
Uzaktan algılamada kullanılan veri toplama sistemleri şunlardır:
1) Uçaklar ya da uydulara monte edilen kameralardan elde edilen fotoğraflar,
2) Uçaklar ya da uydulara monte edilen TV kameralarıyla da sayısal olarak
2) Uçaklar ya da uydulara monte edilen TV kameralarıyla da sayısal olarak alınan çok spektralli elektronik tarayıcı ya da sensörler.
Çeşitli çözünürlük derecesinde farklı veriler toplayan çeşitli uydular ve Ç
itli ö ü ü lük d
i d f kl
il t l
itli d l
pixel (en az algılanabilecek alan, örneğin 10m x 10 m = 1 Pixel) boyutlarıyla aynı alanı kaç günde bir görebildikleri Şekil 11' de belirtilmiştir.
Uydu sistemlerinin şeması ise Şekil 12'de gösterilmiştir. Landsat TM (Thematic Mapper)'de bir tek görüntünün boyutları 185 km x 185 km iken Fransızların ticari uydusu olan SPOT 'ta (SPOT/ HVR) bu alan 60 km x 60 km 'dir.
27
28
Cisimler kendileri birbirlerinden farklı nitelikte öz ışınlar yaydıkları gibi (emission) ;
üzerlerine düşen
ş
ışınları
ş
da belli kurallara ggöre yyansıtma ((refleksiyon),
y ), ççeşitli
ş
yyönlere
dağıtarak yansıtma (scattering); kırarak yani yayılma yönlerini değiştirerek geçirme
(refraction), kısmen ya da tamamen yutma (absorption) , yansıtırken veya kırarak
geçirirken polarizleme özelliklerine de sahiptir. Bu özellikler temelde cisimlerin atom ve
molekül yapılarına ve yüzeysel niteliklerine bağlıdır.Cisimlerle elektromanyetik enerji
ışınları arasında, her iki tarafın özelliklerine bağlı olarak değişik nitelikler gösteren bu
ilişkiler, uzaktan elektromanyetik ışınlar aracılığı ile cisimlerin özelliklerini kaydetme ve
inceleme tekniğinin, yani uzaktan algılama tekniğinin temelini oluşturmaktadır.
Yukarıda da belirtildiği gibi uzaktan algılama; tarım, ormancılık, jeomorfoloji, jeoloji gibi
konularda çok yararlı bilgiler sunmaktadır. Jeolojik (bir anlamda da maden jeolojik) açıdan
ne tür bilgiler
b l l edinildiğine
d ld ğ kısaca
k
göz atacakk olursak;
l
k
Prospeksiyonla ilgili arazi çalışmalarına başlamadan önce yüzlerce kilometre
uzunluğu
l ğ olabilen
l bil
f l gibi
faylar
ibi tektonik
t kt ik yapıların
l
t
tanınmasında,
d incelenecek
i l
k bölgenin
böl i
jeomorfolojik ve topoğrafik özelliklerinin belirlenmesinde yararlıdır. Plütonik ve volkanik
kayaların özelliklerinin araştırılmasında, mineralojik ve
litolojik
birlikteliklerin
incelenmesinde stratigrafik istiflerin ayrıntılı incelenmesinde çok önemli katkılarda
incelenmesinde,
bulunmaktadır.
29
Fotojeolojı
Jeoloji çalışmalarında hava fotoğraflarının kullanımına verilen isimdir. Fotoğraflardan en iyi sonucu almak için hem sahada hem de büroda
Fotoğraflardan en iyi sonucu almak için hem sahada hem de büroda fotojeoloji kullanımını planlamak gereklidir. Bu planlama aşağıdaki gibi yapılır:
1 Hava fotoğraflarının anlaşılıp açıklanması,
1‐
H
f t ğ fl
l l
kl
2‐ Topoğrafik temel üzerine fotojeolojinin uyarlanması,
3‐ Sahada kontrol,
4‐ Yeniden üzerinde çalışma,
5‐ Son fotojeolojik haritanın ortaya çıkması için yeniden uyarlama.
30
Hava fotoğraflarının birkaç çeşiti vardır. Bunlar;
1‐ Pankromatik siyah‐beyaz ( B&W),
2‐ Siyah beyaz kızıl ötesi (IR) duyarlı film,
3‐ Renkli film,
3
Renkli film,
4‐ Renkli kızıl ötesi film.
Bu filmler spektrumun farklı bölümlerini örneğin görünebilir ışık (0.4 ‐ 0.7 mikron) ve kızılötesine yakın ışın (0 7 0.9 mikron) kullanmaya olanak mikron) ve kızılötesine yakın ışın (0.7 ‐
0 9 mikron) kullanmaya olanak
verir. Pankromatik siyah beyaz filmler gri tonlama esasına dayanır ve en çok kullanılan hava fotoğraflarıdır.
Hava fotoğrafları genel olarak oblik (çapraz) ve dikey olarak sınıflandırılırlar. Oblik olanları zirveye yakın kısımlardaki, taş ocaklarındaki ve potansiyel baraj yerleri yapılarının (tektonik) incelenmesinde işe yarar. Dikey hava fotoğraflarında kamera uçağın altında dik olarak yere bakmaktadır. Bir hava fotoğrafının kenarlarında yataylama küreciği(su düzeci), uçuş numarası, fotoğraf numarası, foto çekim tarihi, saat ve dakikası, güneşin konumu, uçuş yüksekliği ve kamera odak uzaklığı gibi bilgiler yeralır.
b
g e ye a
31
32
Jeokimyasal Proseksıyon
Maden yataklarının en önemli prospeksiyon (arama) basamaklarından birisi de jeokimyasal prospeksi ond r B öntem jeolojik e jeofi ik öntemler gibi diğer arama öntemlerine paralel e
prospeksiyondur. Bu yöntem, jeolojik ve jeofizik yöntemler gibi diğer arama yöntemlerine paralel ve bunlarla ilişkili olarak yürütülür. Jeokimyasal çalışmalara başlamadan önce konu ile ilgili bir program oluşturulur. Buna göre planlama, örnekleme, kimyasal analiz, yorumlama ve takip etme basamakları sırayla izlenir.
y
1) Planlamada, sahada uygulanacak arama yöntemleri için, aranacak madenin (ki birden fazla elementlerden oluşabilir) ne olduğunu bilmek gerekir. Jeoloji ve rezerv‐tenör modellerinde olduğu gibi model oluşturma jeokimyasal faktörleri de içine alır. Bu nedenle, önce araştırılacak elementler ve onlara eşlik edenlerin hakkında çeşitli bilgiler toplanır Sahadan önce ne gibi bilgilerin elde edildiğine
onlara eşlik edenlerin hakkında çeşitli bilgiler toplanır. Sahadan önce ne gibi bilgilerin elde edildiğine bakılır ve buna göre nasıl bir örnekleme yöntemi seçileceği belirlenir.
2) Örneklemede, incelenecek alanın (maden zuhuru yada mineralizasyon) içinde ve yakın çevresindeki kaya, toprak, bitki veya dere kumlarından örnek alınabilir. Amaca göre bazen inceleme alanının uzağından su örnekleri de alınabilir. Bu örnekleme tiplerini anlatmadan önce bazı temel kavramları anlatmak yararlı olacaktır.
Doğada incelenecek bölgedeki kayaların cevhersiz olanlarının içerdikleri element miktarlarına (konsantrasyonuna) o kaya için “background” değerleri denir. Buna karşın cevherli bölgelerde elementlerin yerkabuğundaki normal dağılım değerlerine (Klark değerleri) göre daha büyük değerlere sahip olması “Anomali değerleri” olarak tanımlanır. Anomali değerleri ile normal değerleri birbirinden ayıran ve tek bir rakamla belirlenen değere ise “Eşik değer” denir.
33
Jeokimyasal Proseksıyon
Maden yataklarının en önemli prospeksiyon (arama) basamaklarından birisi de jeokimyasal prospeksi ond r B öntem jeolojik e jeofi ik öntemler gibi diğer arama öntemlerine paralel e
prospeksiyondur. Bu yöntem, jeolojik ve jeofizik yöntemler gibi diğer arama yöntemlerine paralel ve bunlarla ilişkili olarak yürütülür. Jeokimyasal çalışmalara başlamadan önce konu ile ilgili bir program oluşturulur. Buna göre planlama, örnekleme, kimyasal analiz, yorumlama ve takip etme basamakları sırayla izlenir.
y
1) Planlamada, sahada uygulanacak arama yöntemleri için, aranacak madenin (ki birden fazla elementlerden oluşabilir) ne olduğunu bilmek gerekir. Jeoloji ve rezerv‐tenör modellerinde olduğu gibi model oluşturma jeokimyasal faktörleri de içine alır. Bu nedenle, önce araştırılacak elementler ve onlara eşlik edenlerin hakkında çeşitli bilgiler toplanır Sahadan önce ne gibi bilgilerin elde edildiğine
onlara eşlik edenlerin hakkında çeşitli bilgiler toplanır. Sahadan önce ne gibi bilgilerin elde edildiğine bakılır ve buna göre nasıl bir örnekleme yöntemi seçileceği belirlenir.
2) Örneklemede, incelenecek alanın (maden zuhuru yada mineralizasyon) içinde ve yakın çevresindeki kaya, toprak, bitki veya dere kumlarından örnek alınabilir. Amaca göre bazen inceleme alanının uzağından su örnekleri de alınabilir. Bu örnekleme tiplerini anlatmadan önce bazı temel kavramları anlatmak yararlı olacaktır.
Doğada incelenecek bölgedeki kayaların cevhersiz olanlarının içerdikleri element miktarlarına (konsantrasyonuna) o kaya için “background” değerleri denir. Buna karşın cevherli bölgelerde elementlerin yerkabuğundaki normal dağılım değerlerine (Klark değerleri) göre daha büyük değerlere sahip olması “Anomali değerleri” olarak tanımlanır. Anomali değerleri ile normal değerleri birbirinden ayıran ve tek bir rakamla belirlenen değere ise “Eşik değer” denir.
34
Cevherleşme bölgesinde daha önceleri madencilik faaliyetleri yapılmış ve çıkartılan cevherler mekanik ve kimyasal yollarla çevreye yayılmış ise çalışılan alandaki gerçek anomali değerlerini yansıtmayan yapay anomali değerleri elde edilir. Buna kirlenme=konteminasyon” denir. Bu kirlenme, çevredeki eski bir maden yatağından veya bir yerleşim biriminden atılan çöp v.s’den ileri gelebilir.Jeokimyasal prospeksiyonda bilinmesi gereken diğer iki kavram; gösterge(indicator) ve kılavuz(pathfinder) element kavramlarıdır. Gösterge elementler cevheri oluşturan elementlerdir. Kılavuz elementler ise cevheri doğrudan oluşturmayan ama o tür cevherleşmeye eşlik ederek onu bulmamıza yarayan elementlerdir.
Elementler, gerek birincil yatak oluşumu sırasında, gerekse yatakların daha sonraki ayrışma süreçlerinden(süperjen süreçler.) etkilenmeleri sonucu yatak çevresinde belirli bir yayılım(dispersiyon) halesi oluştururlar Bunların incelenmesi sonucu birincil ve
bir yayılım(dispersiyon) halesi oluştururlar. Bunların incelenmesi sonucu birincil ve ikincil anomaliler elde edilir.
35
a) Kaya örnekleri: Maden yataklarının arasında nispeten daha az uygulanan bu yöntemle oldukça sağlıklı ve güvenilir bilgiler elde edilir. Ayrıca elde edilen anomali değerleri
oldukça sağlıklı ve güvenilir bilgiler elde edilir. Ayrıca elde edilen anomali değerleri yardımıyla çevre jeolojisinin problemleri de çözüme kavuşturulabilir. Ancak bu tür anomaliler bölgesel ölçekli arama çalışmalarında gerek zaman, gerekse maliyet açısından diğer yöntemlere göre daha zor olduklarından uygulama alanları dardır. K
Kayaç jeokimyasının temelinde birincil yayılım haleleri yer alır. Bu haleler(zonlar) örneğin j ki
li d bi i il
l h l l i
l B h l l ( l ) ö ği
hidrotermal cevher kütlelerinin oluşumu sırasında metallerin yankaya içine doğru yayılmasından(difüzyonundan) kaynaklanır. Elementlerin hareketliliklerine, yankayanın
özelliklerine ve ortamın fizikokimyasal koşullarına bağlı olarak cevher kütlesi etrafında y
ş
ğ
zonlar oluşabilmektedir. Bu zonlar yatay yada düşey yöntemlerde gelişebilir. Bu özelliklerde yararlanarak yüzeyde görülmeyen gizli kalmış(örtülü) yataklar bulunabilmektedir.
Bu yöntemde örnek alım yeri, sıklığı ve örnek ağının seçimi büyük önem taşır. Örnekler, bitki B
ö t d ö k l
i kl ğ
ö k ğ
i i bü ük ö
t
Ö kl bitki
örtüsü olmayan veya çok az olan bölgelerde doğrudan doğruya kayanın kendinden, az miktarda ayrışma ürünü izlenen kesimlerde 1‐2 metre derine varan yarmalar açılarak taze anakayadan
örnek alınır. Sistematik örneklemede normal olarak 100 ile 200 metre aralıklı örnek ağı seçilir. ğ ç
Her örnek alım noktasında örnek uzaklığı 0,5 ile 10 metre arasında değişir. Örneklerin ağırlığı ise 0,5 ile 2kg arasındadır.
36
b) Toprak örnekleri: Bu yöntem daha sık kullanılmaktadır. Kaya yüzeylemelerinin çok az gözlendiği veya örtülü olan alanlar varsa bu yöntem uygulanabilir Örnek alımı ve
gözlendiği veya örtülü olan alanlar varsa bu yöntem uygulanabilir. Örnek alımı ve hazırlanması işlemleri kolaydır. Ancak istenilen element değerleri düşük olduğundan hassas cihazlarla analiz edilmelidir.
Maden yatakları ve çevresinde yer alan kayalar karasal ortam şartlarında yoğun fiziksel ve kimyasal ayrışmaya uğrarlar. Bu yolla ikincil element haleleri (zonları) oluşur. y
y ş y ğ
y
(
)
ş
Hidromorfik (kimyasal) haleler şeklinde de tanımlanan bu oluşumlar, sulu çözeltiler halinde kayalar ve toprak örtülerine taşınan elementlerden kaynaklanır. Ayrıca yeraltı suları da metalleri toprak örtülerine kadar çözünmüş halde taşınabilir.
Topraklar; kalıntı, taşınmış, olgun, juvenil, zonal ve azonal şeklinde sınıflanabilir. Toprak örnekleri anakayanın hemen üstünde yer alan ve onun parçalarını içeren zonlar (A zonu) değil onun üzerine gelen ve bitki örtüsün de bulunduğu organik maddece zengin (C zonu) zonun altındaki zondan (B zonu) alınır.
Toprak anomalilerinin yayılımı; türedikleri yani üstünde bulundukları kayaların anomalilerine göre daha gençtir. Topografik eğimin artışına paralel olarak bu özellik daha da artar. Topraklar, aranan cevherleşme ile ilişkili olarak oldukça geniş anomali alanları oluşturduklarından kaya anomalilerine oranla cevherli sahaların daha kolay belirlenmesini sağlarlar. Toprak örneklerinde uygulanacak örnek alım sıklığı, çalışılan h it öl ği b ğl d
harita ölçeğine bağlıdır.
37
c) Dere kumu (sediman) örnekleri:
Bir maden yatağı bölgesinde anomali veren toprak ve kaya kırıntıları derelere taşınıp onların şelale dipleri veya k
k
k
l
d l
l
l l di l i
mendereslerinde birikebilir. Oralarda anomali verebilecek dere kumlarını oluştururlar. Dere sedimanları örnek alınan yerden itibaren dere yukarı çevredeki mevcut malzemeyi temsil eder Genellikle km2’de 1 2 örnek veya ana dere
mevcut malzemeyi temsil eder. Genellikle km2’de 1‐2 örnek veya ana dere boyunca km’de 2‐3 örnek alınmaktadır. Buna genel jeokimya denir. Ancak detay etüdlerde dere boyunca alınan numunelerin aralıkları 50‐100 metre olabilir. Örneklerin dere kavşaklarının biraz daha yukarıdan alınmasına dikkat edilmelidir
Örneklerin dere kavşaklarının biraz daha yukarıdan alınmasına dikkat edilmelidir.
Dere akış yönüYan kolların ana kollara onunda büyük ana kola birleştiği noktaların hemen üstünden örnek alınarak anomalinin
üstünden örnek alınarak anomalinin
nerden kaynaklandığı anlaşılabilir
nerden kaynaklandığı anlaşılabilir.
38
Metal içerikli sedimanlar; toprak ve kayaların gerek yüzeysel ayrışmaları, gerekse yeraltı suyunun aşındırdığı ve taşıdığı malzemelerden meydana gelirler. Metaller çoğunlukla sedimanlar içinde toprak tanecikleri şeklinde, daha fazla oranda da mineral taneleri şeklinde bulunurlar. Bunlar kırıntılı mineral taneleri dışında kil minerallerine, demir ve manganez hidroksitlere, mineral kırıntılı tane yüzeylerine, organik maddelere bağlı olarak taşındıklarından mümkün olduğu kadar çok iri taneli kırıntılı malzeme alımından kaçınılması d kl
d
ü kü ld ğ k d
ki i
li k
l
l
l
d k
l
gerekir.
Örnek içindeki aşırı organik malzeme bazen fazla miktarda metal birikimine neden olabilir. Bu Ö
k i i d ki
ik
l
b
f l
ikt d
t l bi iki i
d
l bili B
durum incelemelerin yanlış yöne doğru kaymasına yol açar.
Derelerden derlenen sedimanlar
Derelerden
derlenen sedimanlar 50 gr. ağırlığında ve 80 meş
50 gr ağırlığında ve 80 meş büyüklüğünde olmalıdır. büyüklüğünde olmalıdır
Derlenen örnekler özel olarak yapılmış sağlam kağıt torbalara konulur ve bu torbalar ya güneş altında yada kum banyosunda kurutulur. Naylon torbalarda bulunan örnekler kolayca kurutulamadığı ve bez torbalardakiler ise çok ince taneli sedimanları tutamadıklarından kurutulamadığı ve bez torbalardakiler ise çok ince taneli sedimanları
tutamadıklarından
kullanılmazlar.
Dere kumları yeterli miktarda ağır mineral içerdikleri taktirde tavalanarak
Dere
kumları yeterli miktarda ağır mineral içerdikleri taktirde tavalanarak (bateleme işlemi: işlemi:
panning) zenginleştirilirler. Bu yolla plaser yataklar aranabilmektedir. Dere kumuyla yapılan prospeksiyonlarda çok geniş bir alanı temsil edebilen örneklerin alınması, örnek alımı ve hazırlanmasının çok kolay ve ucuz olması bu yöntemin geniş ölçüde uygulanmasını sağlar.
ç
y
y
g ş ç
yg
ğ
39
d) Su örnekleri: Maden aramalarında çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca dünyada yüzeylemiş maden yataklarının tükenmekte oldukları göz önüne alınırsa hidro
jeokimyasal prospeksiyonun örtülü yatakların aranmasındaki rolü ve gerekliliğinin
jeokimyasal prospeksiyonun örtülü yatakların aranmasındaki rolü ve gerekliliğinin önemi daha da belirginleşir.
Cevher mineralleri belirli niteliklerdeki sular (asidik, nötr yada alkalen) tarafından Cevher
mineralleri belirli niteliklerdeki sular (asidik, nötr yada alkalen) tarafından
ayrıştırılır. Bu yolla çözeltiye geçen element ve iyonlar; ya doğrudan cevher yatağı çevresine veya suyunun akış yönünde taşınarak hidromorfik anomali yelpazesi oluşturlar. ş
Cevher yataklarından özellikle SO4‐2, F, H, Cu, Zn, Mo, V ve Pb gibi iyonlar suya geçerek çözelti halinde taşınırlar. Bu sular cevhersiz bölgelerden gelenlere oranla belirtilen iyonlar bakımından daha zengin olup, anomali değerleri oluştururlar. Metal anomalileri çoğunlukla yataktan uzaklaştıkça azalır ve giderek kaybolurlar.
Yüzey ve yüzeye çok yakın konumlu cevher kütlelerinin özellikle süperjen nitelikli oksidasyon zonunda su ile temas etmeleri sonucunda belirli elementler normal background değerleri üzerinde konsantre olurlar.
40
e) Botanik örnekleri: Bitki kökler, basit difüzyon olayları veya kil mineralleri ile bitkilerin kök e)
Botanik örnekleri: Bitki kökler, basit difüzyon olayları veya kil mineralleri ile bitkilerin kök
yüzeyleri arasında gelişen iyon değişim mekanizması yoluyla yayıldıkları yerlerdeki kaya ve topraklardan çözülü halde bulunan iyonları bünyelerine alırlar. Böyle cevherli bölgede y ş
yetişen bitkiler, cevhersiz bölgede yetişenlere göre daha farklı fiziksel, kimyasal ve biyolojik ,
g
y ş
g
,
y
y j
özellikler kazanırlar.
Bitkiler element içeren suları farklı kaynaklardan alırlar. Bazı derin köklü bitkiler doğrudan yeraltı su tablası ile ilişkili element yayılımlarıyla beslenirken, bazı kısa köklü bitkiler ise daha çok yağmur suyuna bağlı olarak beslenirler. Cevherleşme sonrası örtü oluşukları altında yer alan gömülü yatakların bulunmasında önemli ipuçları verirler. Bu nedenle örtülü cevherlerden özellikle Cu, Co, Zn, Mo, Ag, U, Au, Pb ve Hg nin aranmasında bu yönteme başvurulur.
Örnek alımı sistematik olarak gerçekleştirilir. Metal içeriği bir bitkinin organlarına göre Ö
k l
k l k
kl
l
l
ğ b b k
l
değiştiğinden yani bitkinin kökünden yapraklarına doğru her bir organında tedrici bir element artışı gözlendiğinden, örnekler ağaç ve çalıların, yerden itibaren 1‐1,5 metre yüksekliğindeki yaprak ve genç sürgün bölümlerinden kesilir. Çok genç sürgünlerden ziyade
k
ü ü bölü l i d k ili Ç k
ü ü l d
i d
1‐2 yıllık dalcıklardan örnek alımı tercih edilir. Bitkilerin yoğun humuslu seviyelerden beslenmeleri halinde buralardan da örnek alınmalıdır.
41
f) Gaz ve buhar örnekleri: Bazı maden ve petrol yataklarında atmosfere doğru birincil veya bozunma ürünü niteliğinde ikincil gaz ve buharlar yayılır. Ölçüm yöntemleri arasında toprak havasında veya suda bulunan radon gazı miktarıyla ilişkili ölçüm çalışmaları oldukça yaygındır. Radon gazı U ve Th yataklarının aranmasında kullanılmaktadır. Nadir olarak da tektonik yapılar ve porfiri bakır yataklarının yeri belirlenebilmektedir.
42
Jeofizik Prospeksiyon ( Surface Geophysical Methods in Mineral Exploration)
Prospeksiyonlarda doğal ve yapay fiziksel alanlar esas alınarak farklı yoğunluk doğal ve yapay fiziksel alanlar esas alınarak farklı yoğunluk
(gravite), farklı manyetiklik, farklı elektrik ve elektrik iletkenlik, farklı radyoaktivite anomalileri aranılır. Aranılan kütlenin fiziksel özelliğine, şekline, boyutlarına ve derinliğine bağlı olan anomaliler; yer içindeki bazı fiziksel olaylardan, jeolojik
derinliğine bağlı olan anomaliler; yer içindeki bazı fiziksel olaylardan, jeolojik süreksizliklerden, topoğrafik ve jeolojik özelliklerden, manyetik fırtınalardan ve atmosferik olaylardan etkilenebilir.
Jeofizik yöntemler genellikle litosferik
y
g
plakalar arasındaki sınırlarda oluşan p
ş
metalojenik zonların, petrol ve kömür dahil çeşitli maden yatakları ile jeotermal ve yer altı suyu taşıyan tabakaların aranmasında, farklılaşma ürünü magmatik kayaçlarla bunların jeokimyasal özelliklerinin belirlenmesinde, intrüzyon kütleleri ve mühendislikle ilgili problemlerin (temel, köprü, baraj, tünel vb.) çözümünde uygulanır. Bu sebeple günümüzde jeofizik yöntemlerini, genel prospeksiyon çalışmalarından itibaren ayrıntılı maden araştırma safhasına kadar bir çok çalışma basamağında kullanmak mümkündür. Bu yöntemler özellikle litolojik birimlerin çok az olarak yüzeylendiği veya tamamen toprakla örtülü alanlarda ortaya çıkan problemlerin çözümünde büyük ölçüde yararlı olur. 43
JEOFİZİK MADEN ARAMA YÖNTEMLERİ
S f
Surface Geophysical Methods in Mineral Exploration
G
h i l M h d i Mi
lE l
i
Manyetik Yöntem (Magnetic)
Gravimetrik Yöntem (Gravimetry)
J
Jeoelektrik
l kt ik Etütler
Etütl (Geoelectric)
(G
l ti )
Doğal Elektrik Potansiyel (SP) Yöntemi (Self‐Spontaneous Potential
Rezistivite Yöntemi (Resistance)
İndüklenmiş Polarizasyon (IP) Yöntemi (Induced Polarization)
Elektromanyetik Yöntemler (Electromagnetic)
Radyometrik Yöntem (Radiometric)
44
Manyetik Yöntem
Manyetik prospeksiyon yönteminin esası jeomanyetik alanda meydana gelen Manyetik prospeksiyon yönteminin esası, jeomanyetik
alanda meydana gelen
değişmelerin incelenmesine dayanır. Bu yöntemde çoğunlukla manyetik alanın toplam şiddeti (T) ve daha az olarak düşey (z) ve yatay (h) bileşenleri ölçülür. Anomaliler , yer kabuğunun üst bölümündeki bir noktada ölçülen manyetik şiddetin değeri ile yer
kabuğunun üst bölümündeki bir noktada ölçülen manyetik şiddetin değeri ile yer manyetik alanının sahip olduğu normal şiddet arasındaki fark olarak hesaplanır. Yöntemin birimi gamadır. 45
Gravimetrik Yöntem
Gravite yönteminin esası yerin gravitasyon
yönteminin esası yerin gravitasyon alanında ortaya alanında ortaya
çıkan değişimlerin incelenmesi, yer çekimi ivmesi “g” nin
ölçülmesi ve ölçümlerden elde edilen verinin ç
ç
değerlendirilmesine dayanır. Farklı yoğunlukta ve yeterli büyüklükteki cisimlerde yapılan gravite ölçümlerinde birim olarak miligal kullanılır ve ölçüm hassasiyeti 0.01 mGal dır. Verilen toplanması “Bauger anamoli” ve ikinci türev haritaları ile yapılır Ölçüm sonuçları profiller veya izoanomali haritaları ile yapılır. Ölçüm sonuçları profiller veya izoanomali
haritaları
ile gösterilir. 46
Jeoelektrik Etütler
Jeoeletrik etütler; doğal veya yapay akım (DC,AC) kullanılarak oluşturulan suni elektrik kuvvet alanlarının incelenmesini esas alır. Bunlar iletken birimler; tektonik hatlar ve sedimanter istif l l k b
l
k
kh l
d
f
kalınlıklarının araştırılması ile ilgili yapısal‐tektonik problemlerin çözümünde fakat en fazla maden yataklarının aranmasında
çözümünde, fakat en fazla maden yataklarının aranmasında uygulanır.
Elektrik prospeksiyonda, iki kayacı birbirinden veya bir maden p p
y
y
y
yatağı kütlesini yankayaçlardan elektrik bakımdan ayırdedilebilmesi
için ölçülen parametrelerin söz konusu kayaçlarda farklı olması gerekir. Jeoelektirik
ki
l k i ik yöntemlerini; doğal alan ölçümleri ve suni alan ö
l i i d ğ l l öl ü l i
i l
ölçüm yöntemleri olarak ikiye ayırmak mümkündür. İlk grupta doğal elektrik potensiyeli ikinci grupta ise rezistivite ile indüklenmiş elektrik potensiyeli, ikinci grupta ise rezistivite
ile indüklenmiş
polarizasyon (IP) yöntemlerini saymak mümkündür. 47
Doğal Elektrik Potansiyel (PS) Yöntemi
Elektirik yöntemler arasında yere elektrik enerjisi vermeden yapılan bir yöntem olup, yerçekiminde varolan doğal akımların akışını inceler Yeryüzünde iki nokta arasındaki doğal elektrik
akışını inceler. Yeryüzünde iki nokta arasındaki doğal elektrik potansiyeli milivolt cinsinden ölçülür. Bu potansiyel; pirit, galenit ve kalkopirit
p vs. gibi oksitlenebilen sülfidli
g
cevher kütlelerinin yüzeye yakın bölümleri ile yer altı suyu arasında gerçekleşen kimyasal ve elektrokimyasal reaksiyonlar sonucu ortaya çıkar. Buradaki suların pH değerinin farklılığı, doğal elektrik potansiyel farkını yaratır. Belirtilen ortamlarda bulunan bir iletkenin üst bölümleri negatif olarak elektiriklendiğinden yeryüzünde negatif bölümleri negatif olarak elektiriklendiğinden
yeryüzünde negatif
bir potansiyel ölçülür. Ölçülen doğal potansiyel değerleri cevherlerin elektrik ve iletkenlik özelliğine, cevher kütlesinin ğ ,
derinlik, boyut ve şekline bağlı olarak değişir.
48
Rezistivite Yöntemi
B ö t
Bu yöntem, Ohm
Oh kanunu uygulanarak cisimlerin rezistivitelerinin
k
l
k ii l i
i ti it l i i
tayinlerini esas alır. Rezistivite ölçümlerinde yere verilen akımın nüfus edebileceği derinlik, elektrotlar arası uzaklığa, yeraltındaki
nüfus edebileceği derinlik, elektrotlar arası uzaklığa, yeraltındaki kütlenin boyut ve şekilleri ile rezistivitelerine bağlıdır. Diğer önemli bir nokta da rezistivitenin kayaçlarda, özellikle sedimanter
kayaçların içerdiği boşluk suyu miktarı ve bunların iyon iletkenliği ile ilişkili olmasıdır. Kayaç matriksleri yalıtkan olarak kabul edilir. Buna karşın manyetit ve pirit gibi mineraller iyi bir iletkendirler
Buna karşın manyetit ve pirit gibi mineraller iyi bir iletkendirler. Bu anamoli sözkonusu cevher kütlelerinin konumlarının belirlenmesinde rezistivite yöntemini uygulanabilir kılmaktadır.
belirlenmesinde rezistivite
yöntemini uygulanabilir kılmaktadır.
49
İndüklenmiş Polarizasyon (IP) Yöntemi
İndüklenmiş
Polarizasyon (IP) Yöntemi
İndüklenmiş polarizasyon yöntemi aşırı voltaj yöntemi olarakta
tanımlanmaktadır. Bu yöntemde kayaçların elektrokimyasal aktivite ve polarize olabilme yeteneği temel esas alınır Burada cisimlerin fiziksel
polarize olabilme yeteneği temel esas alınır. Burada cisimlerin fiziksel özellikleri elektronik ve iyonik iletkenler arasındaki etkileşimler polarizasyon olayının gerçekleşmesini sağlarlar. IP değeri milivolt/volt birimi ile ifade edilmektedir. Her iki tip iletkeni bulunduran bir ortama akım verildiğinde dil k di H iki i il k i b l d
bi
k
ildiği d
metalik minerallerin yüzeylerinde ortaya çıkan elektron alışverişi polarizasyona neden olur ve böylece elektrokimyasal bir engele neden olur. IP etütleri, gecikme özelliği kullanan Time Domain ve rezistivite farklılığı özelliğini kullanan Frequency Domain yöntemi ile, diğer bir deyişle voltajın zaman ve frekansla değişmesi özelliğine göre yürütülür. IP yöntemi özellikle porfiri bakır yatakları ğş
ğ g
y
y
p
y
gibi saçınımlı sülfidli cevherlerin bulunmasında pirit, pirotin, markazit, kalkopirit, bornit, kalkozin, pentlandit, gibi sülfidler, manyetit, kassiterit gibi oksitler, grafit mineralleri ile temsil edilen masif ve damar şekilli cevher
oksitler, grafit mineralleri ile temsil edilen masif ve damar şekilli cevher kütlelerinin ve hatta tabakamsı cevherleşmelerin bulunmasında başarı ile ve çok sık olarak kullanılmaktadır. 50
Elektromanyetik Yöntemler
Bu yöntemde elektromanyetik indüksiyon kanunları uygulanır. Buna göre atmosfer elektriği, radyo sistemleri veya gönderici bir sargıdan çıkan alternatif bir akım yerkabuğu içinde
sargıdan çıkan alternatif bir akım yerkabuğu içinde elektromanyetik bir alan yaratır. Bu alan iletken bir kütlede g
girdap şeklinde akımlar oluşturur ve detektör tarafından alınıp pş
ş
p
kaydedilebilen ikincil bir elektromanyetik alan ortaya çıkar. Alanın şiddeti; cevherin iletkenliğine derinliğine boyutlarına ve yeraltının jeolojik yapısına bağlıdır. 51
Radyometrik Yöntem
Belirli atom çekirdekleri α ve β ışınları yayarak parçalanırlar.
Bozunma sırasında gama (γ) ışını olarak bilinen elektromanyetik
bir ışın yayarlar.
yayarlar Bunların kendilerine has bir yarı ömür süreleri
vardır ki bu saniyenin bir bölümü ile milyonlarca yıl arasında
değişir.
değ
ş C
Cisimler
s e ta
tarafından
a da yay
yayılan
a α ışınları
ş a b
bir kağıt
ağ t taba
tabakası,
as , β
ışınları birkaç mm kalınlığındaki alüminyum tabakası tarafından
kolaylıkla durdurulurken ve her iki ışının kayaçtaki miktarları
hemen hemen sıfır iken, γ radrasyonu daha kalın kurşun
levhalardan geçebilmekte ve belirli kayaç türleri içindeki
miktarları kolaylıkla ölçülebilinmektedir.
ölçülebilinmektedir Kayaçların ve örtü
tabakalaırının yaydığı doğal ve suni radyoaktivite şiddetleri her
yyerden,,
hemde
havada
yyapılan
p
ölçümler
ç
ile
gerçekleştirilebilmektedir.
Havadan
yapılan
radyometrik
ölçümlerde gama ışını spektrometresi ve toplam radyasyon
radyometresi uygulanmaktadır.
52
Numune Alma
Bir cevher yatağı bulunduktan sonra, madencilik yönünden işletmeye alınabilmesi için, o cevher yatağı hakkında daha fazla bilgi edinilmesi gerekir. Bu bilgiler maden işletmeciliği ile ilgili olan her türlü kararda hareket noktasını belirler. Bunların b
başında maden yatağının tenörü, maden miktarı ve cevher yatağının geometrik d
d
t ğ
t öü
d
ikt
h
t ğ
t ik
yayılımı bilinmelidir. Maden yatağının bu özellikleri işletilecek cevher yatağının işletme metodu, ekonomik analizi, ve üretim miktarlarının belirlenmesinde önemli rol oynar Bu bilgileri elde edebilmek için arama çalışmaları ile elde edilmiş maden
rol oynar. Bu bilgileri elde edebilmek için arama çalışmaları ile elde edilmiş maden yatağında detay araştırma çalışmaları yapılması gerekir. Araştırma işlerinin cinsi, maden yatağının şekline, büyüklüğüne ve düzgün veya Araştırma
işlerinin cinsi maden yatağının şekline büyüklüğüne ve düzgün veya
karışık bir şekilde yayılımına göre seçilir. Az kalınlıktaki filonlar galeri, kuyu ve kuyudan sürülen galeriler ile araştırılır. Yatay galeri ile maden yatağına giriş kuyuya kıyasla su ve ulaşım problemleri yönünden daha ucuzdur Bundan ötürü dağlık
kıyasla su ve ulaşım problemleri yönünden daha ucuzdur. Bundan ötürü dağlık bölgelerde yatay galeri ile maden yatağına ulaşmak daha fazla uygundur. Filonun doğrultusu boyunca sürülmüş bir galeri bunun devamını gösterdiği için çok yararlıdır. y
y
ğ
ş
y
y
y
Aynı husus filonun yatımı doğrultusunda sürülmüş meyilli bir kuyu ile dik bir kuyu arasındaki karşılaştırma içinde uygundur.
Sedimanter maden yatakları, özellikle taş kömürü, linyit ve tuz yatakları için sondaj işleri daha uygundur Keza yatay bir halde olan cevher yatağı ve çok sayıda cevher
işleri daha uygundur. Keza yatay bir halde olan cevher yatağı ve çok sayıda cevher kafaları içinde sondaj uygun bir araştırma yöntemidir. Petrol, tuzlu su ve su için sondaj akla gelen ilk çaredir. Çinko, altın plantin gibi plaser yataklar genellikle sondajlarla araştırılır. Sadece suyun varlığı bilinen kum ve kilden meydana gelmiş olan yeterli
araştırılır. Sadece suyun varlığı bilinen kum ve kilden meydana gelmiş olan yeterli sağlamlıktaki yerlerde daha iyi numune alınabilmesi üstünlüğünden kuyu açma işi uygulanabilir. Araştırma işinin maliyeti geniş sınırlar arasında değişir. Küçük yataklarda ve uygun şartlarda daha az olur. Araştırma için gerekli olan zaman ise birkaç ay veya birkaç yıl olabilir.
Bütün araştırma çalışmalarının amacı, maden yatağının şekli, derinliği ve tektoniğinden ayrı olarak yatağın rezervinin ve tenörünün de saptanmasıdır. Cevher yataklarında tenör faydalı metalin yüzdesi (%), altın, platin vb. metallerde ise her ton cevherdeki miktarı (gr/ton) olarak gösterilir. Kömür damarlarında ise bu husus kömürün kalorisi, uçucu madde miktarı, koklaşma kabiliyeti, kül ve kükürt miktarı, külün erime derecesi vb. konuları kapsar. Cevherlerde faydalı metal miktarının yanında metalürjik işlemler için zararlı maddeler ile gang cinsinin de dikkate alınması gerekir. 2.2.3. Numune Alma Yöntemleri
Cevher kütleleri çok farklı türde mineral içerirler. Yatakların mineral içeriklerinin yayılım ve dağılımları; cevherin oluşum mekanizmasına ve yankayacın karakterine bağlı olarak değişir. Öte yandan aynı bölgedeki aynı tür cevherleşmelerde bile kütlelerin şekilleri birkaç metre içinde önemli farklılıklar gösterebilir. Bu sebeple numuneler mümkün olduğu kadar alındıkları cevher kütlesini temsil etmelidir. Diğer yandan yetersiz sayıda ve cevherleşmeyi temsil etmeyen numuneler, gerçek ortalama verilerin tayinini güçleştirdiği gibi rezerv hesabına ana parametre olması nedeniyle de yatağın işletilmesi ü l i diği ibi
h b
l
d i l d
ğ i l il
i
hususunu ve cevher işletme tesislerinin teknik planlamasını da doğrudan etkiler.
Numune alımı yatağın tamamında yapılabileceği gibi çalışmanın amacına uygun olarak N
m ne al m atağ n tamam nda ap labileceği gibi çal şman n amac na g n olarak
yatağın bir kısmında da yürütülebilir. Çok az veya yetersiz sayıdaki numunelerden elde edilen sonuçlar gerçekçi olmayabilir. Buna karşılık çok fazla sayıdaki numune de zaman ve para gibi önemli parametrelerin olumsuz kullanımına yol açabilir Öte yandan
ve para gibi önemli parametrelerin olumsuz kullanımına yol açabilir. Öte yandan yataktan alınan numune sayısı ne kadar fazla olursa istatiski olarak neticeye, yani ortalama değerlere yaklaşım da o ölçüde fazla olacaktır. Numunelerden elde edilecek bilgiler cevherin hem ekonomik özelliğini, hem de gerçek j
jeolojik karakterini belirleyeceğinden çalışmalar sırasında gerekli hassasiyetin j
y ğ
ç ş
g
y
gösterilmesi ve iyi bir numune alım yönteminin seçilmesi gerekir. Numune alım yöntemi ve alınacak numune sayısı yataklanma türüne, cevher parajenezine, mevcut araştırma çalışmasının niteliğine yatağın kısmen veya tamamen işletilmiş olup olmadığına bağlı olarak seçilir. Cevherin zonlu, tabakalı, kütle veya damar şeklinde olması, oksidasyon ve sedimentasyon zonlarında bulunup bulunmaması, yüzeyde mostra verip vermemesine göre farklı numune alım yöntemleri uygulanır. Numuneler, cevher kütlesinin yüzeydeki mostralarından, galeri ve kuyu gibi madencilik faaliyetlerinin yürütüldüğü kesimlerden veya yarmalar ile sondaj karotlarından alınır.
Başlıca numune alım yöntemleri
l
l
l
•Oluk numunesi
•Parça ceya derleme numuneleri
•Yığın ve hacim numunesi
Yğ
h i
i
•Yarma numunesi
•Stok numunesi
•Sondaj karotu ve kırıntılarına ait numuneler
•Sondaj karotu
ve kırıntılarına ait numuneler
•Plaser ve kalıntı yataklarına ait numuneler
•Konsantrasyon tesisisinden alınan numuneler
Oluk Yöntemi Numune Alımı (Channel Samples)
Yüzeyde veya yeraltında (galeride) gözlenen cevher kütlesinin doğrultusuna dik olarak
Yüzeyde veya yeraltında (galeride) gözlenen cevher kütlesinin doğrultusuna dik olarak kanal şeklinde kazılarak alınan numune şekline oluk yöntemi numune alma denir. Oluk şeklinde numune alma işlemi basit, fakat zaman alıcı bir yöntemdir. Ayrıca bazı madenlerde oluğun iki duvarını düzgün bir biçimde kesebilmek amacıyla elde taşınan
madenlerde oluğun iki duvarını düzgün bir biçimde kesebilmek amacıyla elde taşınan elmaslı testereler kullanılır.
Numune alımı iki kişilik bir ekip tarafından yürütülür. Bir eleman çekiç ve murcu ş
p
y
ç ç
kullanırken, diğeri cevher ve kayaç parçalarının dağılmasını ve saçılmasını önler.
Numune, dikkatli bir şekilde mostranın temiz yüzeyinden alınmalı, gerekirse yüzeyi temizlenmelidir. Fazla kırıklı cevher kütlelerinde zengin cevher içerikli küçük parçaların kırıklar içinde kaybolmamalarına dikkat edilmelidir. Numune alınacak yerde alterasyon etkisi ile oluşan yumuşak zonlar bulunabilir. Numune yüzeylerinde özellikle sülfidli bakır yataklarında izlenildiği gibi oksidasyon süreçlerinin etkimesi sonucu ikincil minerallerden ibaret bir kabuk oluşur. Numune yüzeyi bu ikincil oluşuklar giderilinceye kadar temizlenmelidir. Temizlenecek yüzeyler; tozlar, çözünür tuzlar ve çamurlarla sıvalı olabilir. Kirli yüzeylerden bunları uzaklaştırmak için yüzeylerin yıkanmaları veya sert bir fırça ile fırçalanmaları gerekir.
Numune alım yerinin düzgün bir şekilde işaretlenmesi gerek çalışma düzeni, gerekse temsili numune alma işlemi açısından büyük önem arz eder. İşaretleme çalışmalarında tebeşir, boya veya sivri uçlu bir metal parçası kullanılabilir. Ayrıca işaretleme işlemi sırasında oluk kenarının düzgünlüğünü sağlamak amacıyla uygun uzunlukta bir çıtanın kullanılması büyük kolaylık sağlar.
Bir galeri aynasında numune alma amacıyla açılan oyuk
Numune alımında oluklar arası mesafenin özel bir yeri vardır. Bu mesafeler cevher y
kütlesini temsil edecek şekilde ayarlanmalıdır. Mesafe seçiminde cevherin dağılımı 8homojen veya hetorejen) ve biçimi göz önünde bulundurulur. Cevher oldukca
komojen ise oluklar arası mesafe genellikle 5‐10 m arası ve bazen bu mesafe 25m’ye kadar da arttırılabilir. Cevherin homojen dağılımı olmaması halinde oluklar arası mesafe 0.5 ile 5 m arasında değişir. Alınacak numuneler, yatağı veya belli bir cevher kütlesini temsil edecek biçimde derlenir ve oluk aralıkları buna göre seçilir. Oluğun genişliği ve derinliği oluk boyunca değişmemelidir. Normal olarak birincil cevherleşmelerde oluk genişliği 10 cm derinliği iise 2‐3 cm dir. Ağır mineralli plaserlerde ise 30 cm genişlik ve 5 cm derinlik idealdir.
Cevher kütlesinin konumu ve öteki özelliklerine göre genellikle iki tür oluk açma yöntemi uygulanır.
uygulanır
Yatay oluk: Cevher damarının eğimi fazla ise
Dikey oluk : Cevher damarının eğimi az ise
Cevher kütlelerinin konumlarına göre açılan yatay (a), dikey (b) oluk şekilleri
g
ç
y y ( ),
y( )
ş
Genel kural olarak eğimleri 450‐90 arasında değişen cevher kütlelerinde yatay oluklar, 00‐450 arasında değişen kütlelerde ise dikey oluklar açılır. Masif yataklar içinde açılan galerilerde göğüs yüksekliğinde yatay bir oluk açılarak numune alınması uygundur
galerilerde göğüs yüksekliğinde yatay bir oluk açılarak numune alınması uygundur. Ayrıca cevherin eğimi yönünde açılmış başyukarı ve baş aşağılarda cevher kütlesinin eğimi fazla ise yatay, eğimi az ise dikey oluklar kazılır. Cevher kütlelerinin eğimlerinin birkaç metre içinde bile büyük ölçüde değişmesi halinde her iki oluk açma yöntemi
birkaç metre içinde bile büyük ölçüde değişmesi halinde, her iki oluk açma yöntemi birlikte uygulanabilir.
Oluk yöntemi numune almanın bazı sakıncalı yönleri bulunmaktadır. Birincisi cevherin Oluk
yöntemi numune almanın bazı sakıncalı yönleri bulunmaktadır. Birincisi cevherin
yumuşak kesimler uygulamada daha fazla sert kesimleri ise daha az numune alınmaktadır. Bu nedenle gerçek ortalama değerlerden sapmalar ortaya çıkmaktadır. Yöntemin sakıncalı olan ikinci tarafı ise oluk açma işleminin ve numune alınması uzun ç
ş
zaman alabilmektedir. Bu iki dezavantajınsa rağmen, oluk yöntemi ile alınan numunelerin, çok çeşitli cevherlerin tenörlerinin hesaplanmasında kullanılabilmeleri sebebiyle bu gün en çok kullanılan yöntemlerdendir.
Parça veya Derleme Numuneleri (Pick Samples)
Bu yöntem özellikle homojen yapılı likit magmatik süreçlerle oluşmuş yataklarda uygulanabilir. Bu yöntemde numune alımı, oluk yöntemine göre nispeten daha kolaydır. Sert ve monoton cevherlerde oluk açılmasının güçlüğü nedeniyle bu yöntem tercih edilebilir. Alınan numuneler eşit boyutlu küçük parçaları kapsar.
Numuneler cevherlemenin
l
h l
i karekterine
k k i göre
ö
Rastgele numuneleri
Nokta numuneleri
Al
Alan numuneleri şeklinde derlenir.
l i kli d d l i
Rastgele numuneler, mostra yüzeyinden rastgele koparılır. Bu şekilde numune alımı süratli ve ucuzdur. Ancak cevher yatağını temsil hassasiyeti düşüktür. Buna karşılık güvenirlik sınırları rastgele numunelere oranla daha fazla olan alan ve nokta numuneleri cevherin
sınırları rastgele numunelere oranla daha fazla olan alan ve nokta numuneleri cevherin karakterine bağlı olarak belirli bir sistem çerçevesinde alınır. Bunun için mostra yüzeyi ilk önce 0.5 veya 1m2 lik yüzeyler verecek şekilde bölünür. Daha sonra alanları sınırlayan çizgilerin kesim noktalarından veya kare şeklinde oluşturulan alanların orta noktalarından
çizgilerin kesim noktalarından veya kare şeklinde oluşturulan alanların orta noktalarından mümkün olduğu kadar eşbüyüklükte küçük parçalar koparılır. Diğer taraftan bulananlar kısa deliklerle patlatılarak parçalanır ve bu parçalar numune olarak kullanılabilir. Numune alım aralığı, yatak şekline ve mineral parajenezine bağlı olarak seçilir. Derleme yöntemi numune
aralığı, yatak şekline ve mineral parajenezine bağlı olarak seçilir. Derleme yöntemi numune alımı pratik ve süratli bir yöntem olmasına rağmen bazı hallerde güvenilirlik sınırları oldukça düşüktür. Bu sebeple eğer aynı yatakda daha güvenilir bir yöntem olan oluk yöntemi ile numune alımı uygulanmış ise, elde edilen sonuçların birbirleriyle karşılaştırılmasında fayda yg
ş ,
ç
y
ş ş
y
vardır.
Nokta (a), ve alan (b,c) numune alım yöntemlerinin gösterilmesi
Yığın veya Hacim Numunesi (Bulk Samples)
Bu yöntemde, genellikle ocak yada yarmadan çıkarılan masif cevherlerin yığınlarından düzenli aralıklarla sistematik bir şekilde numune alınır İşletme halinde bulunan maden
düzenli aralıklarla sistematik bir şekilde numune alınır. İşletme halinde bulunan maden yatağında her bir patlatma sonrasında numune alımı bu yöntemin en belirgin uygulamasıdır. Sistematik şekilde alınan numuneler bilinen yöntemlerle azaltılarak g
yg
y
p
y
ş
temsili hale getirilebilinir. Yöntemin uygulanması kolay olup maliyeti düşüktür. Cevher hazırlama tesisleri nakliye banlarına kurulan aralıklı örnekleme sistemleri otomatik olarak numune alınmasını sağlayabilir. Yarmalardan Numune Alımı Yarmalar, mostralar üzerinde genellikle cevher kütlesinin eğimi yönünde gerçek kalınlığı kesecek şekilde açılırlar. Yarma uzunluğu, tavanından tabanına boydan boya katedecek şekilde, genişlik ise; maliyeti arttırmayacak şekilde rahat çalışabilecek büyüklükte seçilir. Derinlik doğrudan doğruya cevherleşmenin özelliklerine bağlı olarak tespit edilir. Cevherleşmenin yayılım şekli ve cevher minerallerinin çeşitliliği, yarma sıklığını ve numune miktarını tayin eder. Homojen karakterli cevherleşmelerde pek sık yarma açılmasına gerek yoktur. Buna karşılık hetorejen
k k
l
k k
B
k lkh
j yapılı kompleks l k
l k
cevherleşmelerde daha sık aralıklarla yarma açılır. Numuneler kalınlık yönünde yarmanın her iki duvarından, aynadan ve bazı hallerde N
m neler kal nl k önünde arman n her iki d ar ndan a nadan e ba hallerde
tabanından alınabilir. Tabandan numune almadan önce buranın temizlenmiş olması gerekir. Numuneler yatağın oluşum şekli ve oksidasyon durumuna göre oluk, kırıntı veya parça şeklinde olabilir
veya parça şeklinde olabilir.
Stoklardan Numune Alma
Cevher stoklarından numune alımı yer yer başvurulan bir yöntemdir Kaba ve ince taneli
Cevher stoklarından numune alımı yer yer başvurulan bir yöntemdir. Kaba ve ince taneli cevher parçalarının döküm noktasından itibaren mekanik bir ayrılmaya uğraması numune alım işleminde önemli problemler yaratmaktadır. Stoklarda ince ve kaba materyalin mekanik bir şekilde ayrılması çoğunlukla döküm şekline ve kütle içindeki iri parçaların
mekanik bir şekilde ayrılması çoğunlukla döküm şekline ve kütle içindeki iri parçaların miktarına bağlı olarak değişir. Örneğin cevher tekbir boşaltıcıdan yan yana iki döküm oluşturacak biçimde yığılırsa her dökümün yanlarında ve birleşim noktalarında iri tanelerin yğş
yığıştıkları gözlenir. g
İri ve küçük cevher tanelerinin dökümlerdeki temsili dağılımı
Stoktan numune alımı süratli ve kolay olmasına rağmen, iri ve ince tanelerin düzensiz yığışımı bu yöntemin hassasiyetini sorgulanabilir hale getirmektedir. Sondajlardan Numune Alımı Bu yöntem, mostra vermeyen ve üzeri açılmamış yataklarda uygulanabilen en iyi yöntemdir. Sondajlardan alınan numuneler, sadece cevher kalitesinin belirlenmesinde değil aynı zamanda cevher kütlesinin sınırlarının belirlenmesinde, teknolojik testlerin gerçekleştirilmesinde, işletilmekte olan yatakların rezervlerinin artırılması çalışmalarında da kullanılırlar.
SSondajlarda karot randımanının rolü çok büyüktür. Randımanın yüksek olması halinde d jl d k
d
lü k bü ük ü R d
ük k l
h li d
cevherin karakteri ve kalitesi hakkında yeterli bilgi alınabilir. Sondaj işlemlerinde numune alma aralıkları yatağın geometrik şekline, cevher mineralinin dağılımına ve araşt rman n amac na g n olarak ta in edilir
araştırmanın amacına uygun olarak tayin edilir. Plaser ve Kalıntı yataklardan Numune Alımı
Plaser yataklardan numune alımının amacı yatağın kalite dağılımını belirlemek ve teknolojik bilgi elde etmektir. Aynı işlemlerde yatağın yayılımı, şekli ve jeokimyasal özelliklerinide ortya koymak mümkündür.
Plaser
l
yataklar gevşek malzemeden oluştuğundan numune alımı sırasında kendine kl
k
l
d
l
ğ d
l
d k di
has problemler ortaya çıkar. Bu sebeble yatağın yer altı su seviyesi altında ve üzerinde bulunmasına göre farklı numune alım yöntemleri uygulanır. Yatak yer altı su seviyesi üzerinde ve sığ derinliklerde bulunuyorsa güvenilir olmaları, maliyeti ve i iü i d
ğ d i likl d b l
ü ili l l
li ti
fazla miktarda numune alımının mümkün olması nedeniyle oluk, kuyu ve yarmalar açılır. Buna karşılık yer altı su seviyesinin altındaki yataklarda sondajla numune alımına gidilir Sondaj açılırken matkap ilerledikçe kuyu duvarının yıkılmaması ve
alımına gidilir. Sondaj açılırken matkap ilerledikçe kuyu duvarının yıkılmaması ve delik tabanının kirlenmemesi için muhafaza boruları kullanılır. Plaserlerde numune alım aralığını yatağın, alüviyal ve kıyı plaserler vb. gibi özellikleri tayin eder Bundan başka araştırılan cevher türü önemli rol oynar Örneğin altınlı bir
tayin eder. Bundan başka araştırılan cevher türü önemli rol oynar. Örneğin altınlı bir plaser yatağı ile demirli veya kalsiteritli bir plaser yatağında farklı aralıklarla numune alınır. Konsantrasyon Tesissinden Numune Alımı
Konsantrasyon Tesissinden Numune Alımı
Bu tür numuneler bir cevher hazırlama veya zenginleştirme tesisisin çalışmasını kontrol etmek amacıyla alınır. Çok üniteli tesislerde ünite çıkışları diğer ünitenin ve ünitelerin açlışma
ggirişini oluşturu
ş
ş
ç ş
şşartları ile verimliliği malzemenin özelliklerine ğ
göre değişebilmektedir. Günümüzde sürekli izleme sistemleri ile sürekli veri aktarımı yapılmaktadır.
Numune Azaltma Yöntemleri
Al
Alınan numune miktarı genellikle analiz için gereken miktarın üzerindedir. Bu ik
llikl
li i i
k
ik
ü i d di B
nedenden ötürü alınan toplam numune azaltma yoluna gidilir. Bu işin yapılabilmesi için numunenin boyutu küçültülür ve aşağıda detayları verilen ayırma yöntemleri kullanılarak azaltılır
kullanılarak azaltılır.
Bıçaklı Ayırıcı
Numune azaltılmasında kullanılan aletlerin başında Bıçaklı Ayırıcı (Riffle) gelir Aletin
Numune azaltılmasında kullanılan aletlerin başında Bıçaklı Ayırıcı (Riffle) gelir. Aletin esası üst tarafı dilimlerle ayrılmış olan ve dilimlerin altı sağlı‐sollu meyilli uzanan oluklardan ibarettir. Malzeme aletin üst kısmından boşaltılında numuneler sağlı‐sollu oluklardan akarak ikiye ayrılır Alttan alınan bölünmüş kısımlardan birisi aynı işleme
oluklardan akarak ikiye ayrılır. Alttan alınan bölünmüş kısımlardan birisi aynı işleme tabi tutularak istenildiği kadar numune azaltılması sağlanmış olur.
. Bıçaklı ayrıcı
Konileme‐Dörtleme Yöntemi Numune azaltılması yöntemlerinde bir diğeri de Konileme‐Dörtleme yöntemidir Bu
Numune azaltılması yöntemlerinde bir diğeri de Konileme‐Dörtleme yöntemidir. Bu yöntemde alınan numune bir koni meydana getirecek eşkilde bir yerde biriktirilir. Daha sonra koni tepesinden üzerine hafifçe bastırılarak yassılanır ve dört eşit kısma ayrılır. Dörtlenmiş olan numunelerden karşılıklı çeyrekleri alınarak tekrar azaltılma üzere bir
Dörtlenmiş olan numunelerden karşılıklı çeyrekleri alınarak tekrar azaltılma üzere bir yerde biriktirilir ve işlem böylece sürdürülür.
Konileme‐dörtleme yöntemi
y
Alternatif‐Kürek Yöntemi
Küçük parça haline getirilen numune düzgün ve sert bir yerde koni teşkil edecek şekilde yığılır. Koniden kürekle alınan cevher, üst üste tabakalar halinde uzun bir yığın teşkil edilir. Sonra uzun yığının çevresinden teker teker kürek dolusu cevher alınarak iki koni meydana getirilir. Bu koniler, alınmış olan kürek dolusu cevherlerin bir ona bir diğerine konmasıyla yapılır. İki koniden birisi tutulur ve işlem tekrarlanır. Alternatif kürek yöntemi
y
El ile Parça Numunenin Azaltılması
El
ile Parça Numunenin Azaltılması
Öğütülmüş numune dikdörtgen şeklinde ve eşit kalınlıkta bir yığın teşkil edecek şekilde yayılır. Bu dikdörtgen örneğin 20 göre bölünecek şekilde kısımlara ayrılır. Bu 20 gözün her birinin gelişigüzel bir yerinden bir kepçe dolusu cevher alınır Kepçe gözü meydana
her birinin gelişigüzel bir yerinden, bir kepçe dolusu cevher alınır. Kepçe, gözü meydana getiren yığının dibine kadar inmelidir. Böylece azaltılmış olan numune tekrar işleme tabi tutularak istenilen ağırlığa kadar işlem devam ettirilir.
El ile parça numune azaltılması
ORTALAMA TENÖR HESABI
İşletilebilir cevher blokları ortalama tenör ve rezervleri ile tanımlanırlar. Tenör, birim ş
,
kütledeki cevher miktarının % veya gr/ton olarak ifade edilmesidir. Numune alma yöntemlerinde tanımlanan yöntemlerle alınan örnekler analiz edilerek tenörleri bulunur. Analiz sonuçları belirli ilke ve amaçlar doğrultusunda değerlendirilir. Tenörlerin hesaplanmasında ekonomik değer taşıyan mineral türü esas alınır. Örneğin Cu, Pn, Zn vb. gibi elementleri Cr2O5, B2O3 gibi bileşikler, barit asbest gibi hammaddeler % şeklinde ifade edilir. Au, Ag gibi elementler gr/ton, plaser yataklarda bulunan elmaslar kg/m3 veya karat/m3 şeklinde (metrik karat=2000mg) ifade edilir. Bunlara karşılık kömür, kil, kireçtaşı gibi hammaddelerin kalite dağılımı etkileyen (kalori, Kalsiyum oranı, yoğunluk gibi ) parametreleri dikkate alınır.
Madencilikte limit tenör (cut‐off grade) ve işletilebilir ortalama tenör kavramları kullanılır. Limit tenör (cut‐off grade) ekonomik bir maden yatağının en alt işletme tenörüdür. İ l til bili t l
İşletilebilir ortalama tenör, bir maden yatağı veya maden işletmesinde, tenörleri kabul t ö bi
d
t ğ
d il t
i d t ö l ik b l
edilen işletme limit tenöründen daha yüksek olan cevher bölümlerinin ortalama tenörüdür. Bir yatakta belirlenen tenör değerlerinin dağılımları belirli harita ve grafiklerle göstermek mümkündür. Bunlar eşdeğer tenör haritaları, tenör gruplarını gösteren kesitler, tenör ü kü dü B l
d ğ
ö h i l
ö
l
ö
k il
ö
planları ve tenör grafikleridir.
Eşdeğer tenör haritaları bir yatakda
Eşdeğer
tenör haritaları bir yatakda cevherleşme zonlarını belirlemek, genel cevherleşme zonlarını belirlemek genel
mineralizasyon trendini bulmak ve bazı yataklarda doğrudan doğruya mevcut rezervi hesaplamak amacıyla hazırlanır. Öteki tenör grafikleri de kısaca şu şekilde açıklanabilir. Aynı doğrultularda bulunan sondajların kestikleri cevherlerin yaklaşık aynı tenörde
Aynı doğrultularda bulunan sondajların kestikleri cevherlerin yaklaşık aynı tenörde bulunan bölümlerinin birleştirilmeleri ve farklı simgelerle taranması kesitlerde tenör gruplarını gösterebilir. Öte yandan işletme panoları bir plan üzerine yerleştirilir, daha sonra her panonun ortalama tenörünün panoya işaretlenmesi ve taranması ile tenör
sonra her panonun ortalama tenörünün panoya işaretlenmesi ve taranması ile tenör planları oluşturulur. Tenör grafikleri ise, bir işletme diliminde bulunan galeriler biz düzlem üzerine çizilir, daha sonra cevher örneklerinin tenör değerleri, alındıkları galeri bölümüne grafik şeklinde yerleştirilir. g
ş
y
ş
a) Eşdeğer tenör haritası b) Eşdeğer tenör kesiti
c) Tenör plan görünüşü d) Galeride gösterilen tenör grafikleri
)
p g
ş
)
g
g
Ortalama tenör, kullanılan parametre türüne göre şu yollarla hesaplanır;
•Basit aritmetik ortalama ile
•Basit aritmetik ortalama ile
•Ağırlıklı ortalama ile
Basit Aritmetik Ortalama İle Ortalama Tenör Hesabı
Çok basit ve genel bir tenör hesaplama yöntemidir. Bu yöntemde cevher kütlesinden alınan örneklere ait tenör değerleri toplanır ve örnek sayısına bölünür. l
ö kl
i
ö d ğ l i
l
ö k
bölü ü
Basit aritmetik ortalama ile ortalama tenör hesabı, daha çok ortalama tenör analizlerinde verilerin ilk analiz aşamasında özellikle standart sapma ile birlikte
analizlerinde verilerin ilk analiz aşamasında özellikle standart sapma ile birlikte kullanılır. Bu çalışmalarda ön istatistik değerlendirme aşamasında en büyük ve en küçük analiz sonuçlarının analiz hatalarının olup olmadığının sorgulanmasında bu büyük ve küçük değerlerin bölgesel farklılıklara uyum sağlayıp sağlamadığının
büyük ve küçük değerlerin bölgesel farklılıklara uyum sağlayıp sağlamadığının belirlenmesinde basit aritmetik ortalama kılavuz görevini görmektedir. Ancak tasarım ve rezerv hesaplamalarında basit aritmetik ortalama ile ortala tenör hesabı yetersiz kalmakta bunun yerine ağırlıklı ortalama kullanılmaktadır.
kalmakta bunun yerine ağırlıklı ortalama kullanılmaktadır. Örnek 1. Şekil’de verilen Pb‐Zn damarında açılan oluklardan alınan numunelerin analiz sonuçları aşağıda tabloda ve oluklar arası mesafe kroki olarak aşağıdaki şekil de verilmiştir. Bu cevher damarındaki bileşenlerin aritmetik ortalama yoluyla ortalama tenörlerini hesaplayınız.
Ağırlıklı Ortalama İle Ortalama Tenör Hesabı
Ağırlıklı ortalama dizi içindeki her bir terimin belirli bir ağırlıkla çarpıldıktan sonra alınan
Ağırlıklı ortalama, dizi içindeki her bir terimin, belirli bir ağırlıkla çarpıldıktan sonra alınan toplamın, ağırlık toplamına bölünmesi ile elde edilen ortalamadır. Numunelerin analiz sonuçlarının temsil ettiği uzunluk, kalınlık ve kütle gibi özellikleri ile ağırlıklandırılması
ortalama tenör hesabında daha gerçekçi sonuç verecektir. Örneğin 1‘lik
ortalama tenör hesabında daha gerçekçi sonuç verecektir. Örneğin 1
lik bir kısımdan bir kısımdan
alınan numune analizi sonucu elde edilen tenör değeri ile 3 m’lik bir kısmın numune analizi sonucu elde edilen tenör değeri ortalama hesabında basit aritmetik ortalama hesabında olduğu gibi ham analiz sonuçları değil temsil ettikleri uzunluk miktarı kadar ğ g
ç
ğ
ağırlıklandırmaları gerekir. Ağırlıklı ortalama formülü aşağıda verilmiştir. Örnek 2. Örnek 1 de verilen değerlere göre oluk uzunlukları kullanılarak ortalama tenörü hesaplayınız.
YAKLAŞIK SINIR TENÖR DEĞERLERİ
Element,
mineral, bileşim
Yatak türü
Sınır Tenör
Tenör birimi
KROM OKSİT
ORTOMAGMATİK
10 - 50
% Cr2O3
BAKIR
PORFİRİ
İ İ BAKIR
0,3 - 2
% Cu
BAKIR
HİDROTRMAL DAMAR
0,6 - 4
% Cu
ALTIN
VOLKANİK EPİTERMAL
6 - 30
Gr/ton
ALTIN
PLÜTONİK HİDROTERMAL
4 - 12
Gr/ton
DEMİR
PREKAMBRİYEN
25 – 50
% Fe
DEMİR
OOLİTİK
30 – 60
%Fe
KURŞUN+ÇİNKO
MASİF SÜLFİT
5 - 25
% Pb+Zn
MANGANEZ
TORTUL
15 - 40
% Mn
MANGANEZ
HİDROTRMAL DAMAR
7 - 15
% Mn
MOLİBDEN
PORFİRİ MOLİBDEN
0,1 – 0,6
% Mo
MOLİBDEN
PORFİRİ BAKIR ALT ÜRÜN
0,003 – 0,05
% Mo
URANYUM
WITWATERSRAND
0 02 – 0,15
0,02
0 15
% U3O8
URANYUM
TORTUL (KUMTAŞI İÇİNDE)
0,1 – 1
% U3O8
URANYUM
HİDROTRMAL DAMAR
0,1 – 2
% U3O8
YÜZEYSEL PROSPEKSİYON SONUNDA SINIR TENÖR HESABI
100 ( A  Y  İ  Z  T  M)
Ts 
R . (( i / 100 ) . ( z / 100 ) . (m / 100 )) . v
ts : Sınır tenör A A
A : Arama masrafları. Maden jeoloğu
fl
M d j l ğ bu masrafları hesaplayabilmelidir
b
fl h
l bil lidi
Y : Yatırım masrafları
İ : İşletme masrafları
Z : Zenginleştirme masrafları
Z : Zenginleştirme masrafları
T : Taşıma masrafları
M : Metalürji (=izabe) veya mamul madde yapım masrafları
R : Rezerv Jeolojik cevher rezervidir
R : Rezerv. Jeolojik, cevher rezervidir
i : İşletme randımanı i = Endüstriyel Rezerv / Jeolojik Rezerv
z : Zenginleştirme randımanı.
z : Zenginleştirme randımanı. m : Metalürji veya mamul madde yapım randımanı. v : Fiyat. Rezerv biriminin (ton, m3 ,vb. ) fiyatı. Masraflar aynı para biriminde
NOT : kazanç, amortisman, faiz, enflasyon, işletme süresi, rekabet gibi faktörler de vardır ç,
,
,
y , ş
,
g