Yalnız Mesajı Göster

Oksidasyon Ve Sementasyon Yataklarının Genel Özellikleri

Eski 10-20-2012   #1
Prof. Dr. Sinsi
Varsayılan

Oksidasyon Ve Sementasyon Yataklarının Genel Özellikleri




Oksidasyon ve sementasyon yataklarının genel özellikleri

Birincil cevher minerallerinin atmosfer ve yeraltı suları etkisiyle ayrışması sonucunda yüzeysel kökenli yeni mineraller oluşur Bu yüzeysel kökenli ayrışma minerallerinin yeterli mik-tarda derişmesiyle yeraltı suyu tablası üzerinde oksidasyon zonu yatakları, yeraltı suyu tablası içinde ise sementasyon zonu ya¬takları oluşur Oksidasyon ve sementasyon zonu minerallerine, az veya çok miktarda, hemen hemen bütün tip cevherleşmelerde rastlanır Bu mineraller wwwfrmsinsinet/ tek başlarına bir maden yatağı oluşturacak kadar bol bulunmasalar bile, diğer tip cevherleşmelere genellikle eşlik ettiklerinden büyük önem taşırlar

OKSİDASYON VE SEMENTASYON ZONU YATAKLARININ OLUŞUMU :

Oksidasyon ve sementasyon zonu yataklarının oluştuğu yer¬lerde hidrojeolojik özellikler ve cevher minerallerinin ayrışma¬sı yönünden zonların ( = kuşakların) sıralanması aşağıdaki gibidir (Şekil 30);

Oksidasyon zonu = havalandırma kuşağı : Topoğrafik yüzey ile bu yüzeye az çok paralel olan yeraltı suyu tablası arasında kalan kısımdır Atmosferdeki serbest oksijen ve karbondioksit ile bunların içinde erimiş oldukları atmosferik sular oksidasyon zonunda cevher minerallerini çözer Çözülüp eriyik hale gelen mal¬zemenin bir kısmı başka bir bileşik şeklinde tekrar oksidasyon zonunda çökelebilir, ancak çözülen malzeme büyük bir çoğunlukla derine doğru sızan sularla taşınır Böylece oksidasyon zonu bir fakirleşmeye tekabül eder Çözülmenin maksimum olduğu oksidasyon zonunun alt kısmına arınmış alt kuşak denir Burada pH minimumdur

B) Sementasyon zonu = durgun kuşak: Yeraltı suyu tablası içinde kalan kesimdir Su dolaşımının bulunduğu bu kesimde cevher kütlesi ve diğer kayaçlarsuya doygun vaziyettedir Oksidasyon zonundan itibaren çözelti halinde taşınan unsurlar sementasyon zonunda geniş çapta çökelirler Böylece sementasyon zonu bir zenginleşmeye işaret eder

C) Stagnasyon zonu = durgun kuşak: Belli bir seviyenin altındaki kayaçların ve cevherin içerdiği su miktarı azalır Su dolaşımı hemen hemen yoktur Bu kuşakta birincil veya hipojen cevher hiçbir değişikliğe uğramamıştır

Oksidasyon ve sementasyon zonlarının iyi gelişimi ve bu zonlara bağlı maden yataklarının oluşumu kalıntı yataklarında ol¬duğu gibi başlıca üç faktöre bağlıdır? îklim, rölief ve ayrışmaya uğrayan malzemenin niteliği

Hem oksidasyon, hem de sementasyon zonlarının en iyi geliş¬tikleri iklim bölgeleri ısının oldukça yüksek, yağışın ise az fa¬kat düzenli olduğu kuru tropikal ve kuru ılık (Karasal Akdeniz) bölgeleridir Çok yağışlı iklimlerde çözelti haline geçen unsur¬lar, kuvvetli su dolaşımları ile ortamdan uzaklaşarak gider Çok kuru ve sıcak çöl iklimlerinde ise metal zenginleşmesi daha ziya¬de oksidasyon zonunun üst kısmında gerçekleşir/ zira cevher çö¬kelmesi buharlaşma ile olur Bu iklimlerde sementasyon zonu ge¬lişmez Belli bir iklim kuşağı içinde mevsimlere bağlı olarak zon-ların konumlarında değişiklikler meydana gelebilir Böylece örne-ğin su tablasının mevsimlere göre alçalma ve yükselmeleri zonla-rın birbiri içine girmesine neden olur

Oksidasyon ve sementasyon zonu yatakları en iyi erozyonun yavaş ilerlediği bölgelerde gelişir Böylece yavaş olan erozyon devam ettikçe yeraltı suyu tablası aşağıya iner, gittikçe daha fazla bir hacim oksidasyona uğrar, sementasyon zonunda daha fazla bir birikme meydana gelir Erozyonun hızlı olduğu engebeli arazi¬lerde yeraltı suyu tablası bulunmaz, ayrışan malzeme akarsularla hızla ortamdan uzaklaşır Bu nedenle birincil cevher yüzeyde gö-rülür Erozyonun durduğu tamamen peneplenmiş yörelerde ise yer¬altı su tablasının derinliği mevsimsel değişikliklerin dışında sabitleşmiştir Dolayısıyle oksidasyon zonunun kalınlığı da bun¬dan sonra sabit kalacak, sementasyon zonurdaki zenginleşme daha fazla olamayacaktır

Oksidasyon ve sementasyon zonu yatakları en çok ve özellik¬le sülfürlerden itibaren oluşur Arseniyürler, antimoniyürler ve sülfotuzlar ikinci sırayı alırlar Oksit ve nabit haldeki mine¬raller çok az etkilenirler veya hiç etkilenmezler Piritin varlı¬ğında kimyasal reaksiyonlar iyi gelişir Cevherin geçirgen bir ya¬pıya sahip olması da reaksiyonları hızlandırır Demirli sülfürle¬rin bulunduğu yataklarda yüzeyde demir oksit ve hidroksitlerden yapılı bir demir şapka (Şekil 30) bulunur

Oksidasyon ve sementasyon zonu yataklarının şekli birincil yatakların şekline bağlıdır Ancak kırık hatlarında, kar s tik boş¬luklarda yığın, cep, damar veya damarcık şeklinde yeni yataklan-malar oluşabilir Kuşakların kalınlığı en elverişli yerlerde bir¬kaç 10 m , hatta birkaç 100 m ye ulaşır

Yan kayacın heterojen olduğu hallerde birçok yeraltı suyu tablası ve buna paralel olarak da birçok oksidasyon ve sementas¬yon kuşağı oluşur wwwfrmsinsinet/ Geçirgen kayaçlarda oksidasyon iyi gelişir Karbonatlı kayaçlardaki karstik boşluklar ise düzensiz ve çok derin oksidasyon kuşaklarının oluşmasına yol açar

Damar şeklindeki, y at aklanmalarda; damar lar drenaj rolü oynar ve ! böylece yan kayacınkinden farklı kuşaklar oluşur Aynı şekilde kırıklar (faylar, çatlaklar) oksidasyon ve sementasyon kuşakları¬nın düzensiz ve genellikle daha aşağı seviyelerde bulunmasına yol açar

OKSİDASYON VE SEMENTASYON ZONLARINDAKİ KİMYASAL OLAYLAR :

Bu olayları açıklayabilmek için en çok rastlanan bir mine¬ral olan pirit (FeS2) örnek alınacaktır Sırayla şu olaylar olu¬şur :

1 – Fe+2SO4 oluşumu :

2 FeS2 + 7 02 + 2 H20  2 FeSO4 + 2 H2SO4 (Sülfürik asit)

2- Fe2+3 oluşumu =oksidasyon : Oksidasyon elektron kaybı demektir, örneğin :

Fe+2  Fe+3 + e – 12 FeSO 4 + 3 O2 + 6 H2O + 4 Fe2 (SO4)3 + 4 Fe (OH)3

veya

4 FeSO4 + 2 H2SO + O2  2 Fe2(SO4)3 + 2 H2O

3 a- Nötr veya hafif asit ortam da limonit, götit, hematit oluşumu :

Fe2 (S04)3 + 6 H20  2 Fe (OH)3 + 3 H2 SO4

Daha sonra :

Fe (OH)3  H2O + FeO (OH) (limonit, götit)

Veya

2 Fe (OH)3  3 H20 + Fe2 O3 (hematit)

Limonit, götit veya hematit hemen çökelir Oksidasyon so¬nunda pirolüzit, psilomelan, manganit, küprit, tenorit gibi ok¬sitler benzer reaksiyonlarla oluşur

3 b – Asit ortamda sülfat çözeltilerinin oluşumu :

Fe2 (SO4) 3 + Fe S2  3 Fe SO4 + 2 S (kükürt)

îki değerli demir sülfat sabit değildir, çökelmez, diğer reaksiyonlara girer Piritçe zengin yörelerde kırmızımsı, sarı renkli, yağlı görünümlü sular wwwfrmsinsinet/ bu sülfat eriyiklerini taşır

Kükürt ya tek başına çökelir veya S02 , H2SO4 gibi gazlar haline dönüşür

Diğer taraftan üç değerli demir sülfat diğer sülfürleri et¬kileyerek çeşitli sülfatların oluşmasına yol açar H herhangi bir unsur ise :

4 Fe2 (SO4) 3 + MS + 4 H20 MSO4 + 8 FeS04 + 4H2S0lt

Bu sülfatlar farklı çözülebiliri? k derecelerine sahiptir

4- Sülfatların taşınması :

Sülfatlar çözülebilirlik derecelerine göre az veya çok uzağa: taşınırlar :

Zn SO4 kolay çözülür

Mn SO4

Ni SO4

Co SO4

Fe SO4

Cu SO4

Ag2 SO4

Pb SO4 az çözülür

Böylece sülfatlardan hemen hemen sadece anglezit (Pb çökelti hpT^nde oksidasyon zorunda kalır

5- Sülfatlı çözeltilerden itibaren çökelme :

Şu olaylara bağlı olarak gerçekleşir ve genellikle sementasyon zonunu oluşturur

a) Çözeltiler ile katı maddeler arasındaki reaksiyonlar :

Asit ortamlarda, örneğin; Silikatlı kayaçların bulunduğu yerlerde çözelti hali devam eder Buna karşılık bazik ortamlarda, örneğin karbonatlı kayaçların veya minerallerin bulunduğu yerler¬de çökeltiler oluşur

MSO4 + RS MS + RSO4

Smitsonit ( Zn CO3 ), serüzit ( Pb CO3 ), malakit ( Cu CO3Cu (OH)2 ), azürit ( 2 Cu C03Cu (OH)2 ), siderit

( Fe CO3 ), rodokrozit ( Mn CO3 ) gibi mineraller böyle oluşur

Ca SOit ise suyla birleşerek jips ‘i oluşturur

Sülfat çözeltileri katı haldeki sülfürler ile de reaksiyona girebilir M ve R herhangi değişik 2 unsur ise :

MSO4 + R S  M S + RSO4

Ancak bu metal değişimi kalkofillik sırasına göre gerçek leşme olanağına sahiptir Kalkofillik sırası şöyledir :

Ag+, Cu+, Hg+2, Cu+2, Pb+2, Cd+2, Mo, Bi+3, Ni+2, Co+2, Zn+2, W, Fe+2,

Bu sıra unsurların kükürt ‘e olan bağlılık sırasını gösterir Ag+ çok bağlı, Mn+2 ise az bağlıdır, örneğin Ag+ ve Cu+2 unsurla¬rının kükürt ‘e bağlılığı Fe+2 unsuruna göre daha fazla olduğundan:

Ag 2 SO4 + FeS Ag 2 S + Fe SO4

Cu SO4 + Fe S  Cu S + Fe SO4

reaksiyonları gerçekleşir Kovellin (CuS) , kalkozin (Cu2S) , ar-jantit (Ag2S) gibi mineraller böyle oluşur Buna karşılık demirin kalkofillik derecesi gümüş ve bakıra oranla daha düşük olduğundan :

Fe SO4 + Ag 2 S

Fe SO4 + Cu S  reaksiyonları gerçekleşmez

Sülfatlar bazı hallerde, önceden oluşmuş oksitlerle reaksi¬yona girerek nabit metalleri oluşturur, örneğin nabit bakırın oluşumu şöyledir: Fe SO4 + Cu2 O + H2 SO4  2 Cu + Fe2 (SO4) + H2O

b) Kuru çöl iklimlerinde çözeltilerin wwwfrmsinsinet/ yoğunlaşması ve bu¬harlaşması :

Kalkanit (Cu SO4 5 H2O) , brokantit (Cu SO4 (HO)6)

c) Çözeltilerin diğer çözelti veya gazlarla yaptığı reaksiyonlar

d) Bir kısım bileşiklerin hidrolizi

e) Pıhtılaşmar jel haline geçme

f) Bir jel tarafından emilme

OKSİDASYON ve SEMENTASYON KUŞAĞINDA BAZI METAL ve MİNERALLERİN DAVRANIŞI

Ayrışmaz Mineraller : Ayrışmayan veya çok az ayrışan mineraller altın, platin, kassiterit, kromit, rutil gibi nabit mineraller ve oksitlerdir Bununla birlikte altının davranışı bazı hallerde ayrıcalık gösterir Altın doğada birincil olarak genellikle 3 şekildeA) Altın Tellrür olarak:bulunur

Altın Tellrür olarak: Tellüryum’un kolayca çözülüp taşınmasıyla altın serbest kalır



Alıntı Yaparak Cevapla