Arz Tarihinde Madenleri Günümüze Taşıyan Farklı Notorlar

Jeologlar, hakim durumdaki metale ve depolandıkları çevrenin özelliğine ve rezervlerin yaşına göre madenleri gruplarlar. Araştırmacılar, maden filizlerinin yeryüzündeki dağılış noktalarını inceleyerek, minerilizasyon, maden ve dağların oluşumu arasında çok sıkı münasebetlerin olduğunu buldular. Meselâ, düşük kaliteli bakır depolanması, mağmada bakırca zengin suyun dolaşması neticesinde meydana geldiği tesbit edilmiştir. Zira bu düşük kaliteli bakır depolanması sadece en genç maden (erogenic) kuşaklarındaki bölgelerde meydana gelir. (Şili And dağları ile Kuzey Amerika Cardillera'da olduğu gibi.)

Arzın derinliklerinde teşekkül eden maden filizlerinin işlenebilir maden haline gelerek günümüze kadar saklanabilme işlemleri, beş genel tektonik devre içinde gerçekleştirilmiştir. Bu dönemler, metaller ve farklı gruptaki maden filizlerinin depolanmaları için farklı taşınma motorlarına sahip olmalarıyla, birbirlerinden ayırt edilirler.

1) İlk Arkean dönemi (3.8 milyar-3.0 milyar)

2) Son Arkean dönemi (3.0 Milyar-2.5 milyar)

3) İlk Proterozoik dönemi (2.5-1.7 milyar)

4) Orta ve Geç Proterozoik (1.7-0.7 milyar)

5) Phanerozoik dönemi (0.7 milyar-günümüz)

Birinci döneme ait kesin jeolojik deliller yoktur. Bununla beraber arz yüzeyini şekillendiren muazzam değişiklikleri biraz spekülasyon yaparak ortaya çıkarabilmekteyiz.

Bu dönemde, maden minerallerinin çoğu, lavların fışkırmasıyla deniz tabanında veya ona yakın yerlerde depo edildiler. Lavlar boyunca ilerleyen ısıtılmış deniz suyu, metalleri liçing yaparak çökelmelerini sağladı. Ve metaller denizaltı sıcaksu kaynaklarına yakın deniz tabanında dağıldılar.

Ana (primer) yeşil taş kuşakları, maden filizlerinin 3 ana çeşidi için ev sahibi kayalardır. Bunlardan nikel ve bakır sülfidler mağmada damlacıklar halinde oluşarak, ultramafıc lavların tabanına yerleşti. Ve Batı Avusturalya'da, Kambalda'daki zengin maden filizlerini meydana getirdi. Deniz suyunun deniz tabanı üzerinde lavla kimyevi reaksiyona girmesiyle de demirce zengin sedimentler çökeldi. Son maden çeşidi ise altın bakımından zengin sedi-mentlerdir. Altınca zengin sedimentler, deniz suyu dolaşımını ihtiva eden deniz tabanındaki volkanik yükselmelerle teşekkül etmiştir.

Tabakalar halindeki primer maden filizleri, metalik muhteviyatı liçing metoduyla saflaştırırlar. Daha sonra, damarlar ve maden rezervleri şeklinde konsantre hale gelirler.

Proterozoic dönemde maden filizi depozitleri, kıtanın rift (yarık) sistemlerine yakın veya zeminin yukansındaki boru şeklinde olan yarıklarda oluşur.

Alüvial fanlar, altın ihtiva eden sedimentleri depoladı. Nehirler, yüksek yoğunluğundan dolayı altını, konsantre hale getirdi.

Ağır mineraller kanalların tabanına yakın yerlerde konsantre oldular. Bu açıdan, Güney Afrika'daki wit-watererand gibi yerler, antik nehirler, dünyanın altın rezervlerinin büyük bir kısmını teşkil ederler.

Aynı zamanda, demir ve kükürtden oluşan pyrite, nehirlerle taşınıyordu. Bu taşınma, o devirde atmosferin bugüne nazaran daha az oksidize edici hususiyette olduğunu gösterir.

Proterozoikde, demir oksit depozitleri tabakalı halde geniş dağılım gösterir. Bu dönemde demir filizleri kimyevi sedimentasyonla oluşturulmuştur. Muhtemelen erimiş demir bakımından zengin ama oksijence fakir, soğuk deniz suyu, oksijenlenmiş yüzey suları ile karşılaştı. Bu da demir oksidlerin çökelmesine sebeb oldu. Fakat kuşak halinde demir filizlerinin yaratılması, aniden yaklaşık 1.8 milyar yıl önce durdu. Zira bu sıralarda, atmosferin oksijenlendiği tahmin edilmektedir. Demir (Fe⁺²) 20 dışında pek çok metalin hareketliliği, atmosferin oksijenlenmesinden sonra artmıştır. Kıta yarıkları (çatlakları) metal filizlerinin depolanma yeri olarak iş görmeye devam etti.

Kıtaların kenarındaki kurak bölgelerde meydana gelen buharlaşma, oksidize olmuş kırmızı kıta sedimentleri yatağından yukarı doğru suyun akışını başlatmıştır. Suyun bu akışı da, metalleri tabaka halinde üstüste binmiş siyah shale (sert çamurdan ve kilden yapılmış yumuşak kayalar) ile temasa geçirdi. Neticede, bakır, kobalt sülfidleri bu "shale" terde depo edildi. (Meselâ Afrika'nın zambian bakırkuşağı).

Panerozoic dönem ise maden filizlerinin depolanma işleminin en son supracrustal (kabuk üstü) dönemidir. Kıta ve okyanusların bugünkü yerleşimi 200 milyon yıl önce protokıtanın parçalanması neticesinde meydana gelmiştir.

Manto içindeki büyük konveksiyon (ısı) akımları şeklindeki güç motorları, lithosferi geniş hareketli levhalara bölmüştür. Madenlerin depolanması da umumiyetle bu hareketli levhaların kenarlarında meydana gelmiştir.

Phanerozoic dönemin maden filizlerim koruyucu, depolayıcı çevre faktörleri arasında, silikat mağmalar, deniz suyu ve meteorik su önemli bir yere sahiptir.

Levha tektonik teorisi modeline göre, bilim adamları, bu maden filizlerinin deniz tabanını genişleten merkezlerde oluştuklarını düşünmektedirler. Buralarda, deniz suyu metalleri saflaştırrp, metaller sülfidler olarak çökerler. Son yıllarda, deniz tabanında aktiv hidrothermal kuyuların varolduğunun ve metal sülfid depolarının bulunması, bu hipotezi doğrulamıştır. Alimunyum, nikel, altın gibi metallerin depolanması, erozyonun minimum olduğu düz kara parçalannda vuku buldu. Aliminyum ve demirin artık birikintileri olan Bauxites ve laterites, tropik yağmurların ve yüksek sıcaklıkların yüzey suları ile kayalar arasındaki şiddetli kimyevi reaksiyonları teşvik eden bölgelerde meydana geldi. Liçing metodu ile diğer elementler yıkanıp uzaklaştırıldı. Geride sadece alimunyum, nikel altın ihtiva eden çözünemez mineraller bakımından zenginleşmiş artıklar kaldı. Ayrıca, rüzgarla taşınan tozlan da bauxites depozitlerinin zenginleşmesine olumlu tesir yaptığı gösterildi. Rüzgar bile maden filizlerinin insanın istifadesine sunulmasında kullanılmaktaydı. Hava ve su (birlikte) yeraltındaki metallerin mahalli taşınımında da rol oynamışlardır.

Özellikle bugünkü atmosfer şartlarında, mahalli taşınma, hususi bir öneme sahiptir. Bu hadise bir bakıma maden filizlerinin ikinci defa zenginleştirilmesidir. İkinci defa zenginleştirme, başarılı bir maden işletmeciliği için önem arzeder. Taban suyu ile pekçok element uzaklaştırılmasına rağmen, bakır gibi bazı elementler, daha da derinlerde yeniden çöktürülerek maden biraz daha saflaştırılır.

Su tablasının üstündeki kayalar hava ile dolu delik ve yarıklara sahiptirler. Oksijen varlığında en yaygın sülfid minerali pyrite ve başka sülfidlerin çoğu oksidize olurlar. Ve sülfirik asid ile hareketli metal iyonlarını oluştururlar. Yağmur suları aşağı doğru giderken, sülfirik asid ve metalik iyonlarla, taban suyu tablasında buluşurlar. Buluşma sırasında, redüksiyon, oksidasyonla, bakır iyonları, pyritle yer değiştirir. Bu işlemler de taban suyu tablasının altındaki maden filizlerini bir iki kat zenginleştirir.

İkinci zenginleştirme olmasaydı, batı yarımküresindeki bakır rezervlerinin çoğu maden olarak işletilip istifademize sunulamayacaktı.

Kısacası, arz yüzeyinde maden filizlerinin oluşumundan bugünkü haline gelinceye kadar geçen safhalar jeolojik olarak taşıyıcı hususiyettedir. Son derece reaktif sistemler olan atmosferik ve iklim şartlarının hasıl ettiği tesirler jeokimyevi sensörler (algılayıcılar) olarak iş görmüşlerdir.

Bizlerinde madenlerin varlığa eriş hikayelerini anlayabilmemiz için atmosfer ve iklim şartlan madenlerin tarihlerini ve izlerini ortaya çıkaran, arz kabuğundaki etken kuvvetleri ve taşıma yollarını gösteren ipuçları bırakmışlardır.

Görüldüğü gibi, maden rezervlerinin oluşması, atmosferin belli bir dönemden sonra, oksijenle zenginleşmesinden mağma ve yer kabuğu hareketlerine kadar uzanan birçok hâdiseye bağlıdır. İnsanlığın ilerlemesinde, medeniyet ve teknolojinin esasını teşkil eden madenlerin bu şekilde hazırlanıp istifademize sunulması da tesadüfe verilemeyecek kadar harika bir proğramla ve bizim haberimiz olmadan hazırlanıp işletilen mekanizmalar sayesinde gerçekleşmiştir.