Altın Yataklarının Bitkiler ile Ayrıştırılması
Yüklə 69,07 Kb. Pdf görüntüsü
|
| 1 Aralık 2013 88 Makale www.madencilik-turkiye.com 1 00 yıl önce yayınlanan “Altın Yataklarının Bitkiler ile Ayrıştırılması” isimli makalede, Guyana’da yetişen Ba- romalli ağacının (Catostemma fragrans) altın içerdiği bildirilmiştir. Bu makale ile ağaçlardaki altın içeriği analizinin, toprak veya diğer örtü ile gizlenmiş mineralizasyon bölgelerinin tespit edilmesinde yardımcı olabileceği ilk kez or- taya atılmıştır. Takip eden 80 yılda, bitkilerde bulunan altın ile ilgili yeni veriler içeren bir kaç yayın daha yapılmıştır. Bu veri- lerden biri de Çekoslovakya’da Atkuyruğu (Equisetum) külün- de bulunan şaşırtıcı derecede yüksek altın oranıdır (640 ppm Au). Bu kadar yüksek bir konsantrasyon, atkuyruğu bitkisinin sadece yetiştirilip toplanmasından ve külünden altın ayrıştırıl- ması ile altın madenciliği yapılabileceği anlamına gelmektedir! Ancak bu şekilde yapılacak olası altın ‘fitomadenciliği’nin aslında yetersiz analitik tek- niğin yol açtığı bir hatadan başka birşey olmadığı ispat- lanmıştır. Alüvyon madenci- liğinde kullanılan sedimanın ağırlığa bağlı ayrıştırılma- sından başka hiçbir yöntem, altın barındıran kayaların zeminden fiziken alınıp tipik olarak ‘zengin’ bile olmayan altın yatağındaki iz miktar- daki altını ayrıştırmak için işlenmesi yönteminin yerini dolduramamaktadır. Bitkilerde bulunan altın gözlemleri, araştırmacıların ve madenci- lerin hayalgücünü teşvik etmiş, geçen 40 yıl içinde analitik kimya dalındaki önemli gelişmeler sayesinde bitkilerdeki altın içeriği hakkında oldukça kapsamlı bir veritabanı oluşturulmuştur. Altın Aramasında Bitkilerin Kullanılmasında Dikkate Alınacak Etkenler Sibiryalı keşif biyojeokimyageri Alexander Kovalevski, farklı bitki türleri tarafından metallerin emilimi ile ilgili çok kapsamlı çalışmalar yürütmüş ve her bitkinin metal alımında gösterdiği direnç derecesine göre bitkileri dört grupta sınıflandırmıştır. Bu direnç, kök sisteminin toprağa temas ettiği arayüzde veya bitkinin başka dokuları arasında olabilir. Örneğin, Kara Ladin’de (Picea mariana) uranyum ince dallarda toplanırken, ibrelerdeki konsantrasyon çok daha düşüktür. Bu koşulda dallar “neredey- se dirençsiz” olarak değerlendirilir ve ibreler de daha düşük dirençli bir sonraki sınıfta kabul edilir. Tam olarak ‘dirençsiz’ bir bitki bulunamaz çünkü tüm bitkilerin bir elementi daha fazla ememeyecekleri bir eşikleri vardır. Ancak, bazı bitki dokuları neredeyse dirençsizdir. Altın Aramacılığında Bitkilerin Gücü
PhD, P.Geo, Consulting Geochemist British Columbia - Canada Türkiye’de kaydedilmiş 9.000’den fazla bitki türünün birkaçı, biyojeokimyasal keşif için olası araç olarak değerlendirile- bilmektedir.
Her saha jeoloğu büyük ihtimalle sıradışı fiziki gücü olan bit- kilerle karşılaşmıştır. Kökler kaya çatlaklarını çatlatabilir ve bü- yümekte olan bitkiye sağlam bir destek sağlamak ve hayatta kalmaları için gerekli su ve besinlere erişmek amacıyla yerel olarak yüzeyin çok derinlerine inebilir. Köklerin bu büyük fiziki gücünün yanı sıra hemen çevrelerin- de de güçlü bir kimyasal mikrokozmos bulunur. Bitki-substrat arayüzünün yüksek derecede aşındırıcı doğası, köklerin oksit- lenmemiş maddeye doğru ilerlerken sediman oksidasyon du- rumunu nasıl değiştirdiği Şekil 1’de görülebilir. Bu arayüzde kökler çok seçici olabilir, bitkinin hayatta kalması ve genel sağlığı için gerekli elementleri emerek, zararlı olabile- cekleri dışarda bırakabilir ve diğerlerini de tolere edebilir. Ele- mentler, kökler tarafından emildiğinde bitkinin büyüme gerek- sinimlerine göre dağılır. ‘Tolere edilen’ elementler çoğunlukla bitkinin uç bölgelerine taşınarak zarar riski düşürülür. Altın da bu ‘tolere edilen’ elementlerden biridir. Birçok türde altının en yüksek konsantrasyonda görüldüğü yerler ağaç kabuğu, ince dallar ve yaprak uçlarıdır. Avustralya’da CSIRO’da yapılan hid- roponik çalışmalar da altının, ince dalların kabuk kısımlarında yoğunlaştığını göstermiştir. Altın arama perspektifiyle bakıl- dığında bu ‘akropetal’ eğilim iyi bir tesadüftür çünkü ağaç ve çalıların dış kısımları, toplanması en kolay parçalarıdır. Altın, bitkilere çeşitli bileşikler içinde girebilir; • Klorürlü bileşikler, örneğin Au2Cl6 • Bromürlü bileşikler, örneğin oksidan olarak sulfat iyonu eşliğinde Au2Br6 • Bazı iyot bileşikler • Tiyosulfat • Organik bileşikler Şekil 2: Ağaç kabuğundaki altın (çizgi ölçek 1 mikrondur). Vancouver Adası Wash- ington Dağı’nda bir dağ sugası (Tsuga mertensiana) dış kabuğunun iç yüzeyinde gelişmemiş altın görünümü. Şekil 2a’da görülen ok, Şekil 2b’de büyütülüp geri saçılım modunda görüntülendiğinde bitki dokularında çözünmüş altının bir merkezde toplanarak bitki yapısı içinde oluşturduğu minik altın kristali gösteriyor. 1 Aralık 2013 90 Son gruplarda yer alan siyanojenik glikozitler 1000’den fazla bitki türü tarafından üretilmektedir. Bitkiler bu bileşikleri dört aminoasitten birini kullanarak yaparlar. Siyanürlü bileşiklerin bulunduğu ortamlarda altının çözünürlüğü yüksek olduğu için bu bileşikler altının bitki yapılarına girmesi için harika yollardır. Prunus cinsindeki bazı bitkiler ile gülgiller familyasından bazı bitkilerde siyanojenik glikozitler bulunur. Elementlerin bir bitki içinde nerede toplandığını gözlemlemek için taramalı elektron mikroskopu (SEM) kullanılabilir. Jeolojide bilinmeyenler dahil, bazı sıradan mineral fazların varlığıyla ilgili sadece birkaç çalışma yapılmış olsa da varlıklarıyla ilgili kanıt- lar mevcuttur. Örneğin, SEM’i geri saçılım ayarına getirip ‘parlak noktalar’ı (atomik sayısı yüksek elementler) bir X-ışını floresans eki ile analiz ederek özgün fazlar (ör. kayalarda görülmeyen Au- Ni) gözlenmiştir. Bitki yapılarında oluşan ağır metal fazlarının ço- ğunun çapı 2 μm’den küçük olarak ortaya çıkmaktadır. Şekil 2’de Vancouver Adası’nda bir altın yatağında yetişen bir ağacın ka- buğundaki kristal yapıdaki altın görülmekte ve şekil, organik ile inorganik dünyalar arasındaki yakın ilişkiyi göstermektedir. Şekil 2’deki altın kristali sadece 1’e 0,5μm’dir. Şunu da belirtmek gere- kir ki; bitkiler toprak ve kayalar üzerinde büyüse de, bu bileşikler eriyik haline gelip, zarlardan bitki dokularına geçtikten sonra tek- rar amorf mineral fazlara ve mineral kristallerine dönüşebilirler. Bitkilerdeki Altın İle Toprak Ve Kayalardaki Altının İlişkisi Topraklardaki ve bu topraklarda yetişen ağaçlardaki altın içeriğinin arasında güçlü bir ilişki olması beklenebilir. Gerçek dünya nadiren bu derece basittir. Toprak ile ağaç veya çalının kimyasını karşılaştırmak amacıyla uygulanan alışıldık prose- dür, küçük bir torba toprak örneği ve nispeten daha büyük bir torba bitki dokusu toplamaktır. Ancak, bu yöntemde şu gibi temel sorunlar vardır: • Hangi toprak katmanı toplanmalıdır? • Toprağın, hangi tane boyutu analiz edilmelidir? • Hangi ağaç, doku tipi (ve ağacın hangi kısmından; tepe veya dip, kuzey veya güney) toplanıp altındaki toprak ile karşılaştırılmalıdır? • Bitki kimyasında mevsimsel varyasyonlar olduğuna göre bu kar- şılaştırma yılın hangi zamanı yapılmalıdır? Tipik olarak, her toprak katmanının ve o toprağın her tane boyutunun farklı altın içeriği vardır. Benzer şekilde, her bitki doku tipinin farklı altın toplama ve depolama becerisi vardır ve canlı doku içindeki konsantrasyonlar mevsimlere bağlı olarak değişir. Toprak örneğinin genellikle tek bir tabakadan alınan bir avuç materyalden fazla olmaması, ve büyük bir ağacın kö- künün ulaşabildiği tüm toprak tabakalarından metreküplerce toprağın yanında çok küçük bir kısmını temsil etmesi de prob- lemi büyütmektedir. Güney British Columbia’daki Nickel Plate madeni yakınlarındaki altın içeren topraklarda, toprak profi- linde derine inildikçe ağaçlardaki (Douglas göknarı ve Engel- mann ladini kabuğundaki) altın ve arsenik içeriği ile toprağın altın içeriği giderek daha yakın ilişkili hale gelmektedir (Tablo 1). Buradan çıkarılacak sonuç şudur; ağaçların bulunduğu çev- rede ayrıştırdığı altının çoğunun kaynağı, toprak profilinin C horizonu ve kısmen daha az miktarda yüzey tabakasıdır. Toprak ve bitkilerin altın içerikleri arasında neden her zaman güçlü bir ilişki olması beklenmezse aynı nedenlerden dolayı, kayaların altın örneği için analiz edilmesi ile o kayada yetişen bitkinin altın içeriği arasında iyi bir korelasyon beklenemez. Ti- pik olarak kayalardaki altın heterojen olarak dağılmış olduğu için tek bir örnekte bulunacak birkaç altın parçacığı (ki belki de iyi bir prospect olarak değerlendirilecektir) olabilir ancak birkaç santimetre ötedeki bir başka kaya parçasında altın tes- pit edilemeyebilir. Bu substrata kök salmış bir bitki, bu kayanın önemli büyüklükte bir kısmının jeokimyasal özellikleriyle kar- şılaşmış, bu nedenle de, alanın altın potansiyelini el ile toplan- mış birkaç örnekten elde edilen litojeokimyasal özelliklerinden daha gerçekçi şekilde ortaya koyabilir (Tablo 2). Bitki Dokularının Toplanması Her bitki türünün periyodik tablo dolusu kimyasal elementle- re karşı farklı gereksinimleri ve toleransları vardır. Artık litera- türde, hangi bitkinin hangi parçasının altın aramada daha bilgi verici olacağı yönünde faydalı kılavuzlar olsa da, araştırmaya bir ön çalışmayla başlamak genellikle işe yarar. Bu sayede, öne- rilen arama bölgesinde hangi türün daha yaygın olduğu
1 Aralık 2013 92 tespit edilip (çok sayıda türü karıştırmak iyi bir fikir değildir çünkü türlerin metalleri depolamaları değişkenlik göstere- bilir), bazı stratejik alanlarda -ör. bilinen veya şüphelenilen mineralizasyon bölgelerinde ve ayrıca mineralizasyondan uzaktaki seviyeleri belirlemek için arkaplandaki bölgelerde çok tür ve çok doku içeren küçük bir örneklem yapma fırsatı değerlendirilebilir. Ancak, zaman ve/veya lojistik kısıtlamalar bu aşamaya engel olursa örneklem seçimi yayınlanmış (litera- tür) verilere dayandırılmalıdır. Tüm dünyada kuzey (boreal) ormanlarında ibreli ağaçlar bas- kındır. Bazı ibreli türler (ör. Pinus brutia; Türk çamı) güney ve batı Türkiye’ye dağılmış bir şekilde oldukça yaygın olarak bulunur. İbreli türler, 350 milyon yıldan uzun süredir evril- mektedir ve bu süre içinde metaller ve diğer elementler ile ilgili gelişmiş seçicilik ve tolerans özelliklerine sahip hale gel- mişlerdir. Hem fiziksel hem de kimyasal olarak aşırı uçlardaki çevre özelliklerine dayanıklıdırlar. Pul pul tarzında kabukları olan türlerde altın, dış kabuğun pulsu kısımlarında yoğunla- şıp, kabuğun iç kısımlarında ve gövde içinde önemli oranda daha düşük olma eğilimindedir. İnce dallar, özellikle son birkaç yılda gelişmiş olanlar da arsenik ve antimon gibi altınla yakından ilişkili ‘rehber’ {pathfinder} ele- mentlerin yanısıra altın depolar. Her ince dal örneklemi benzer yıllarda büyümüş dalları içermelidir çünkü dal kimyası, uzun- luğu boyunca değişkenlik gösterir. Çoğu ağır metal ve toksik metaller uçlara yakın bulunurlar çünkü dal çapı küçüldükçe metallerin daha yoğun bulunduğu dal kabuğunun dal gövde- sine oranı artar. Bu nedenle, örneklemde dal çapı (ve benzer yıllık büyüme) konusunda tutarlı olunması ve dal gövdesinin dal kabuğuna oranının sabit tutulması önemlidir. Altın aramalarında biyojeokimyasal örnekler toplamak ama- cıyla helikopterden faydalanılan bir teknik geliştirilmiştir (Şekil 3). Bu teknik özellikle ulaşılması zor, engebeli ve yoğun orman örtüsü olan alanlarda kullanıma uygundur. Araştırma Sonuçları Amazon havzasında birçok ‘garimpo’ altın madenciliği ope- rasyonunda altının ayrıştırılması amacıyla kuyular kazılır veya yumuşak lateritik yüzey materyali hidrolik yıkama işleminden geçirilir. Bu operasyonlar çevreye zarar verir, fakat bitki örtü- sü tekrar hızla büyüdüğü için açılmış yaralar kısa sürede sili- nir. Boş görünen araziye hemen kök salan öncü türlerden biri Vassoura de Botão (Borreria verticillata) çalısıdır. Bu türdeki altının altyapı konsantrasyonu kuru dokuda <0,2 ppb Au’dur. Ancak, bazı garimpoların yakınlarında konstrasyonlar önemli derecede yüksek olabilir, ölçülmüş en yüksek değer 542 ppb Au’dur. Eşdeğer kül konstantrasyonu >10,000 ppb Au veya 10h/ton altındır - yeterli biyokütle yetiştirilebilse neredeyse madenciliği yapılabilir. Birleşik Devletlerin batısındaki kurak ve yarı-kurak bölgelerde al- tın aramalarında Amerikan çalısı (Artemisia tridentata Nutt) kul- lanılmaktadır. Yapılan çalışmalar, bu çalıda altın izini haritalama- nın hem dağınık hem damar olarak bulunan altın için yapılacak sondaj hedeflerini belirlemede uygun maliyetli bir rehber oldu- ğu sonucuna varmışlardır, çünkü arama bölgesinde asıl önemli faktör kesin konsantrasyon değil altının kısmi zenginliğidir. Avustralya’da altın aramasında çeşitli ökaliptus ve akasya türle- ri kullanılmaktadır ve son zamanlarda çok derin kök sistemleri olan dayanıklı spinifeks çimen çalıları Tanami çölünde başarıy- la kullanılmaktadır. Dünya üzerindeki kuzey ve ılıman ormanlarda altınca zengin çok sayıda ağaç ve çalı vardır. Bu raporların bazıları maden- lere yakın yetişen bitki örtüsüyle yapılmıştır ve hava yoluyla kontaminasyon olasılığı gözardı edilmemelidir. Kanada’da Şekil 3: Helikopter ile ağaç tepelerinin toplanması. Helikopter yavaşlayıp bir ağacın tepesinde durduğunda, örnek alacak kişi (emniyet kemeri sıkı tutturulmuş şekilde) helikopterin kızak ayağına geçip ağacın tepe veya tepeye yakın dallarına ulaşabilecek bir pozisyon alır. Bahçe budama makasıyla (veya el ile kırarak) örneği alması yeterlidir. Bu teknik, geniş alanları kısa sürede taramak için hızlı ve verimli bir yöntemdir. Genellikle bir ağaç tepesinde harcanan zaman sadece birkaç saniyedir. Her 500 metrede bir örneklem konumu alınacak bir araştırma gridi üzerinde saatte 50 konumluk bir verimlilik hızına ulaşılabilir. Ağaç tepelerinin altın içeriği genellikle külde <5 ppb Au (<0.2 ppb kuru ağırlık) olsa da henüz el değmemiş altın yatakları yakınlarında 700 ppb Au (14 ppb kuru ağırlık) ve üzeri konsantrasyonlar da tespit edilmiştir. 1 Aralık 2013 94 kuzey Saskatchewan’ın La Ronge altın kuşağında çok sayıda yerde altın bulunur ve bunlardan birkaçında küçük maden- ler açılmıştır. Bu madenler açılmadan önce, 1984’te, oldukça yoğun bir kara ladin (Picea mariana) ormanında altın içeren bir kuvars damarı keşfedilmişti. Keşif jeoloğu damarın yö- nünü belirleyebilmiş olsa da, damarın hangi kısmının altın içerdiği belirlemesinin kolay bir yolu yoktu çünkü damarın bataklık alanın altında uzandığı öngörüldü ve bataklığın al- tında da anakaya üzerinde bir metre veya daha fazla buzul tili bulunmaktaydı. Kara ladin bu gibi bataklık şartlarına daya- nıklı olduğu için kuvars damarının öngörülen hattının 1 km’si boyunca birkaç noktada ağaç dış kabuğu örnekleri toplandı. Tablo 3’te anormal örneklerden elde edilen analitik veriler ve biojeokimyasal altın anomalilerinde açılan kuyulardan daha sonra edinilen bilgiler özetlenmektedir. Bu bölgeye daha sonra Jolu altın madeni kurulmuştur. Türkiye’de altın aramasında ağaç ve çalılardan faydalanıldığı- na dair bir çalışma yok gibi görünmektedir. Zeynep Özdemir tarafından gerçekleştirilen çalışmalarda, Mersin yakınlarındaki krom yataklarında demir ve çinko’yu tespit etmek amacıyla bi- yojeokimyasal bir araç olarak Pinus brutia kullanımı değerlen- dirilmiştir. Ayrıca, M. Akçay ve arkadaşları tarafından, Trabzon yakınlarında Kanköy Yatağı çevresinde Corylus avellana (fındık) ve Rhododendron luteum kullanarak yapılan ön çalışmada bu türlerin masif sulfit yataklarının keşfinde biyojeokimyasal araçlar olarak faydalı olabilecekleri sonucuna varılmıştır. Türkiye’de kaydedilmiş 9000’den fazla bitki türü bulunmaktadır. Bunlardan sadece birkaçı biyojeokimyasal keşif için olası araç olarak değerlendirilmelidir çünkü teknik, bitkinin araştırma böl- gesinde yeterince yoğun olarak dağılmış olmasını ve planlanan örneklem istasyonlarından her birinde (veya çoğunda) toplan- maya müsait olmasını gerektirir. Zaten çalışılmış türlere ek ola- rak, araştırılması faydalı olabilecek bir bitki de Türkiye’de yaygın bir cins olan Astragalus’tur (geven). Gelecek Yönelimler Altın mineralizasyonu, bitki dokularında çok düşük konsant- rasyonlarda (genellikle <1 ppb Au) bulunması ve bu düşük seviyelerde kullanıma uygun ticari analitik metodların hassa- siyetinin genellikle yetersiz olması nedeniyle, biyojeo- kimyasal metodlarla bulun- ması en zor ticari üründür. Ancak, altın aramasında bi- yojeokimyasal metodların kullanımı 100 yıldır giderek daha da gelişmektedir. Bit- ki materyalinin kimyasal analizi için uygun maliyetli metodlara olan ihtiyaç ka- dar, araştırılması gereken çok sayıda başka problem bulunmaktadır. Son 30 yılda enstrümental nötron akti- vasyon analizi (INAA) örnek başına birkaç dolarlık maliyetle satışa sunulmuştur. Kuru dokuda veya külde iz miktardaki al- tın tespit edilmekle kalmaz, analitik paketlerde ayrıca, arsenik ve antimon gibi faydalı ‘rehber’ elementler dahil 30’dan fazla ek elementle ilgili yüksek kalitede veri bulunmaktadır. Daha yakın zamanda, endüktif eşleşmiş plazma kütle spektromet- resi (ICP-MS) geliştirilerek kuru bitki materyali analizinde altın ve yaklaşık 60 diğer element için veri üretebilecek hale geti- rilmiştir. Yüksek-çözünürlüklü ICP-MS daha da iyidir. Bu me- todlar, altın mineralizasyonu alanlarına bir vektör sağlamaya yarayabilecek element dağılım şekillerini daha iyi anlama- mızı sağlar. Gizli altın mineralizasyonunun yerini belirlemek için kilit nokta genellikle altın ve altınla ilişkili elementlerin dağılım şekillerinin mekansal ilişkisinin yorumlanmasıdır. Çok elementli dağılım şekillerine daha fazla ağırlık verilmelidir. Altının bitkilerdeki kaderini kontrol eden birçok faktör vardır. Bitkiler karmaşık varlıklardır: 450 milyon yıllık evrim sonucunda metabolik işlevleri için ihtiyaç duydukları elementleri seçme be- cerileri sıradışı şekilde gelişmiştir, diğer elementleri ise dışarda bı- rakmak veya onları dokulara (genellikle uç kısımlara) yönlendirip zarar vermelerini engelleyerek tolere etmek yönünde dahice me- todlar geliştirmişlerdir. Biyojeokimyasal verilerin makul biçimde değerlendirilmesi, kullanıma hazır diğer tüm jeolojik ve jeofiziki bilgiyle birleşerek keşif jeoloğunun sondaj hedeflerini seçmesine ve sonuç olarak altın keşfetmesine yardımcı olabilir.
Bu makale; şirketimizin yayın organlarından biri olan Mining Turkey Magazine’ın Mart 2013 tarihli 4. sayısında yayınlanmış, daha sonra Türkçe’ye çevrilerek madencilik sektörümüz ile paylaşılmıştır. Yüklə 69,07 Kb. Dostları ilə paylaş:
|