Gossan – Gömülü Cevher Yataklarının
Yüzeydeki
Paslı Şapkası
Jeolojide gossan, demir oksitler ve hidroksitler açısından zengin, sülfürlü bir cevher yatağının ayrışmış ve oksitlenmiş üst kısmıdır. Genellikle altında değerli mineralizasyonun varlığını gösteren belirgin bir yüzey "şapkası" oluşturur.
💡 Önemi
Özellikle
altın, bakır, kurşun ve çinko gibi gizli cevher yatakları için bir yüzey
göstergesi görevi görür.
Alttaki
mineral sisteminin dokusal ve jeokimyasal kanıtlarını korur.
Jeologların uzak veya zorlu arazilerde keşif sondajı yapmalarına yardımcı olur.
⚒ Oluşum Süreci
1. Birincil
sülfür mineralleri (pirit, kalkopirit, galenit vb.) oksijen ve suya maruz
kalır.
2.
Oksidasyon, demiri hematit, götit ve limonite dönüştürür.
3. Sızıntı, çözünmüş bileşenleri uzaklaştırarak geride demir açısından zengin, gözenekli kaya bırakır. 4. Orijinal kristal şekilleri genellikle kutu dokuları, sülfür iskeletinin iskeletsel bir izi olarak kalır.
🎨 Tipik Renkler
Kiremit
kırmızısı – hematit baskınlığı.
Açık sarı –
götit ve limonit.
Koyu kahverengi – manganez lekeli karışık demir oksitler.
✅ Sonuç
Gossan sadece "kaya üzerindeki pas" değildir; milyonlarca yıllık aşınmayla oluşmuş, ayaklarımızın altındaki gizli hazinelerin olası yerini sessizce işaretleyen doğal bir keşif işaretidir. Keşif jeoloğu için hem bir ipucu hem de daha derinlemesine araştırma yapmak için bir davettir.
KAYNAK
Gossan (Eiserner kulübesi veya Eisenhut), genellikle bir cevher yatağının veya mineral damarının üst ve açıkta kalan kısmı olan yoğun şekilde oksitlenmiş , ayrışmış veya ayrışmış kayadır . Klasik gossan veya demir başlıkta geriye kalan tek şey, genellikle kutu şeklinde (çözünmüş cevher minerallerinin şeklini koruyan kuvars kaplı boşluklar) demir oksitler ve kuvarstır . Diğer durumlarda kuvars ve demir oksitler, limonit , götit ve jarosit , pirit ve birincil cevher minerallerinin yerini alan psödomorflar olarak bulunur . Gossan, oksitlenmiş demirin bolluğu nedeniyle sıklıkla arka plan kaya ve toprağın üzerinde kırmızı bir "leke" olarak görünür; gossan, erozyona dayanıklı kuvars ve demir oksitlerin bolluğu nedeniyle topografik olarak pozitif bir alan olabilir . Gossanların çoğu kırmızı, turuncu veya sarı olmasına rağmen, piroluzit , manganit ve özellikle psilomelan gibi manganez oksitlerinden oluşan siyah gossanlar, manganez açısından zengin mineral yataklarının oksitlenmiş kısmında oluşur. 19. ve 20. yüzyıllarda, demir cevheri arayanların gömülü cevher yataklarına ilişkin kullandıkları önemli rehberler demir gossanlardı.
OKSİDASYON VE SEMANTASYON (SÜPERJEN
ZENGİNLEŞME) YATAKLARI
Bileşimlerinde kükürt (S) atomu bulunan ve ayrışma ile sülfat verebilen
sülfürlü cevherlerin oksidasyon ve semantasyon zonları gelişebilir. Sülfürlü
cevherleri içeren yataklar yüzeye çıktıkları zaman, atmosfer koşullarında
serbest ve suda erimiş halde bulunan oksijen ve karbondiyoksitin etkisine maruz
kalarak çözünürler ayrışırlar ve çözeltilerle derinlere doğru hareket ederler.
Atmosferin yataklar üzerindeki bu tür etkisi yeraltısu tablasına kadar devam
eder. Yeraltısu tablasının altında başka bir takım değişim ve dönüşüm olayları
da söz konusudur. Yeraltısuyunun hareketine bağlı olarak alterasyona maruz kalan
bir sülfür yatağında 3 zon meydana gelir. Bunlar:
1-Oksidasyon Zonu
2-Semantasyon Zonu
3-Birincil mineralizasyon Zonu
1-Oksidasyon Zonu: Sülfürlü cevher mineralleri içeren yatakların,
bol miktarda oksijen ve karbondiyoksitle yüklü suların etkisinde kalarak,
yeraltı su tablasının (YST) üst kesiminde oksit, hidroksit ve karbonat
bileşimli cevher minerallerine dönüştükleri zona Oksidasyon Zonu denir.
Oksidasyon zonları genel olarak birkaç metreden birkaç on metreye, nadiren
300-400m. derine inebilir.
Maden yataklarında en çok bulunan sülfür minerali Pirit'in oksidasyon zonunun
gelişimini aşağıdaki gibi açıklayabiliriz. Yeraltı su tablasının üstünde,
oksijen ve su ile reaksiyona giren pirit aşağıdaki tepkimeler sonucu önce demir
sülfata sonra demir hidroksite dönüşmüştür.
2FeS2 + 7O2 + H2O ----------> 2FeSO4 + 2H2SO4
12FeSO4 + 6H2O + 3O2 -------- > 4Fe2(SO4)3 + 4Fe(OH)3
Üç değerli demir sülfat kuvvetli bir oksitleyicidir ve diğer sülfürleri de
etkiler ve başka sülfat bileşikleri de oluşturur.
Örneğin
ZnS + 4Fe2(SO4)3 + 4H2O -------> ZnSO4 + 8FeSO4 + 4H2SO4
Oluşan metal sülfürlerin çoğu ve seyreltik çözeltiler halinde cevher yatağının
çatlaklarından aşağıya doğru iner ve ortamdaki diğer bileşenlerle veya
kayaçlarla reaksiyona girerek metalleri oksit, hidroksit, sülfat ve karbonatlar
şeklinde çökeltir.
2-Semantasyon Zonu : Yeraltısu tablasının (YST) altında, oksijensiz
koşullarda demir sülfat ve sülfürik asitin etkisi altında ikincil sülfür
cevherlerinin oluştuğu zondur. Oksidasyon zonundan çözülmüş Cu ve Ag metalleri,
sıvı ortamda taşınma özellikleri yüksek olduğundan, yani iyon halinde
taşınabildikleri için, sülfat formunda YST 'nın altına süzülerek burada
tenörleri yüksek ikincil sülfür cevherleri şeklinden çökelirler. Bu zonda
çökelmeyi sağlayan en önemli reaksiyon sülfürlerle sülfat çözeltileri
arasındaki reaksiyondur.
Örneğin,
CuFeS2 + CuSO4 + H2O ---------> 8Cu2S + 5FeSO4 + 8H2SO4 Veya
CuFeS2 + CuSO4 --------> 2CuS + FeSO4
şeklinde gelişen reaksiyon sonucu Cu ve Ag sülfürler çökelir.
3-Birincil Mineralizasyon Zonu: Belirli bir seviyenin altında,
kayaçların su içeriğinin azaldığı veya birincil cevherin (örneğin ayrışmamış
pirit veya kalkopirit) yapısını ve özelliklerini koruduğu zondur.
Bu üç zon, maden damarının en üst kesiminde gelişmiş çoğunlukla demir ve silis
minerallerinden oluşmuş (kuvars, limonit gibi) demir şapka veya Gossan adı
verilen koruyucu zon altında gelişir.
Oksidasyon ve Semantasyon Zonlarının Oluşumunu Etkileyen Faktörler
Sülfür, sülfotuzları, arseniyürler ve antimoniyürler açısından zengin bir
cevher kütlesinde oksidasyon ve sementasyon zonlarının gelişmesi bölgesel ve
yersel bir takım faktörlere bağlıdır. Bölgesel faktörlerin başlıcaları:
1-İklim faktörü
2-Morfolojik ve tektonik faktörler dir.
Yapılan araştırmalar göstermiştirki oksidasyon ve sementasyon zonları, ısının
yüksek, yağışın az fakat düzenli olduğu karasal Akdeniz ikliminin hüküm
sürdüğü, erezyonun oksidasyondan daha yavaş işlediği, yüzeyin belirli bir
dengeye ulaşmış olduğu ve yeraltısu tablasının derinlerde olduğu koşullarda çok
iyi gelişmektedir.
Bu bölgesel faktörlerin dışında
*Cevher kütlesinin bileşimi
*Yankayacın hidrojeolojik nitelikleri
gibi yersel faktörlerinde zonların gelişiminde etkili olduğu ortaya konmuştur.
Cevherin mineralojik bileşimi birinci dereceden önem taşır. Örneğin, pirotin
(FeS), pirit'ten (FeS2) daha cabuk okside olurken, sementasyon zonunda sadece
Cu, Ag ve nadiren Nikel sülfür mineralleri gelişir. Ayrıca yankayacın
geçirgenliği, kırıklı-çatlaklı oluşu, ve mineralojik bileşimi zonların
dağılımını ve derinliğini belirler. Örneğin kumtaşlarında oksidasyon zonu kolay
gelişip, düzgün dağılırken, geçirgenliği düşük kayaçlarda oksidasyon düzensiz
ve, kırık ve çatlakların kontrolünde gelişir. Örneğin, yankayaç karbonatlı bir
kayaç ise, oksidasyondan kaynaklanan asitli sular, oyuk ve kovuklar
oluşturacak, oluşan yeni mineraller de buralara yığışıp, girintili-çıkıntılı
bir görünüm sergileyecektir.
Zonlarda Gelişen Mineraller ve Formülleri
ZON
imonit Fe(OH)3
Pirolüsit MnO2
Psilomelen Karışık mangan oksit
Manganit MnO(OH)
Amorf silis
Üst Seviye
Klorarjilit AgCl
Malakit CuCO3.Cu(OH)2
Azurit 2CuCO3.Cu(OH)2
Serüzir PbCO3
Simitsonit ZnCO3
OKSİDASYON ZONU
Jaruzit KFe3(SO4)2(OH)3
Kalkantit CuSO4.5H2O
Brokantit Cu4SO4 (OH)6
Anglesit PbSO4
Alt Seviye
Tenörit CuO
Küprit Cu2O
Atakamit Cu2(OH)3Cl
Nabit Altın Au
Nabit Gümüş Ag
Nabit Bakır Cu
Kovelin CuS
Kalkozin Cu2S
Bornit Cu5FeS4
Arjantit Ag2S
SEMENTASYON ZONU
Puristit Ag2AsS3
Pirarjirit Ag3SbS3
Nabit Altın Au
Nabit Gümüş Ag
Kalkopirit CuFeS2
Pirit FeS2
BİRİNCİL CEVHER ZONU
Galen PbS2
Sfalerit ZnS2
Barit BaSO4
Kuvars SiO2
Sivas / Kangal - Bakırtepe Kuvarslı Altın Damarlarında Tarihsel Dönemlerdeki Çalışmalar
H. E. Dulkadiroğlu
Sivas / Kangal - Bakırtepe (Kuvarslı Altın Damarları) Gizlenen Gerçek: Herkes Manisa Sart’taki nehir altınını okur. Ancak Roma'nın en elit lejyon birimleri, Sivas Kangal'daki Bakırtepe lokasyonunda, sülfürlü ve kuvarslı ana kayanın derinliklerine inen dikey kuyular (shafts) açmıştır.
Sivas Kangal’daki Bakırtepe, Anadolu madencilik ve arkeometalurji tarihi açısından tam anlamıyla bir mühendislik harikası ve saklı kalmış bir cevherdir.
Çoğu insan antik çağ altın üretimi denince Lidya’nın Sart (Sardis) deresindeki alüvyonal (serbest) altın yıkama sahnelerini veya mekanik hidrolik madenciliği hatırlar. Ancak Sart’taki alüvyon madenciliği ile Bakırtepe’deki sert kaya (primary ore / ana kaya) madenciliği arasında teknolojik, lojistik ve askeri ölçekte uçurum vardır.
Bakırtepe’yi antik dünyada benzersiz kılan ve Roma’nın buraya neden özel lejyonel koruma ve iş gücü sevk ettiğini gösteren temel detaylar şunlardır:
Alüvyondan Sert Kayaya: Teknolojik Sıçrama
Sart: Suyun getirdiği serbest altın parçacıklarını koyun postu veya serak tepsilerle süzme işlemidir. Görece düşük teknoloji ve yüzey işçiliği gerektirir.
Bakırtepe (Kangal): Altın; kuvars damarlarının içinde ve sülfürlü minerallerle (pirit, kalkopirit) mikron düzeyinde kilitlenmiş haldedir. Yüzeyde serbest altın görünmez. Roma mühendisleri burada jeolojik arama (prospection) yapmış, yüzeysel gossan (demir şapka) izlerini takip ederek derindeki kuvars damarlarını tespit etmişlerdir.
Lejyon Mühendisliği ve Dikey Şaftlar (Shafts)
Bakırtepe'deki dikey kuyular ve galeriler rastgele kazılmış çukurlar değildir:
Termal Kırma (Fire-Setting): Sülfürlü sert kuvarsı kırmak için galeri uçlarında devasa ateşler yakılmış, kayalar kızdırıldıktan sonra aniden soğuk su/sirke dökülerek termal şokla çatlatılmıştır.
Havalandırma ve Drenaj: Derin dikey şaftlarda zehirli kükürt gazlarının tahliyesi ve yeraltı suyunun uzaklaştırılması için Roma lejyon madencilerinin geliştirdiği havalandırma bacaları ve ahşap arşimet vidaları/su çarkı sistemleri kullanılmıştır.
Stratejik Öncelik: Bu tür ağır teknik operasyonlar, sadece dönemin elit lejyon bünyesindeki maden mühendisleri (mensor/architectus) liderliğinde ve doğrudan Roma İmparatorluk Hazinesi (Fiscus) kontrolünde yürütülebilirdi.
Yorumlar
Yorum Gönder