Transkript
1 ASBEST (AMYANT)* W. J. Van BILJON I GÎRÎŞ Bu konu benim» için, sadece asbest üzerinde çalışmış olmam dolayısiyle değil, fakat asbesti en enteresan ve en karışık endüstriyel minerallerden birisi olarak kabul ettiğim için çok ilgi çekicidir. Asbestin mineralojisi, özellikleri, kaynaklan ve sınıflandırılması hakkında pek çok yazı yazılmıştır. Bugün daha ziyade bu enteresan madenin orijini üzerinde durmak istiyorum, çünkü eğer bir madeni aramak niyetinde iseniz bilhassa asbest için o yatağın kaynağını bilmek çok lüzumludur. Başlamadan önce asbestin ne olduğunu tarif etmek gerekir. Bu, tek bir maden değil, ince ince lifler halinde bulunan birçok minerallere verilen addır. Başlıca iki tipte görüyoruz (Şekil: 1). Bi- Şckil 1 SERPANTİN ASBEST: KRİZOLİT Mg 3 Si (0H) 4 AMFİBOL ASBEST: KROKİDOLİT ( Riebekit) : Na^l^Fİ* Si 4 0^ (0H) 2 AMOSİT (Grünerit) : (Mg,Fe) 7 Si 4 O^OH^ TREMOLİT Câ 2 Mg s Si 4.0^ (0H) 2 * Bu konferans, 13 Haziran 1969 tarihinde, Ankara'da (Alaçam Mühendislik Firması) adına İngilizce olarak verilmiş ve tam metni, M.T.A. Enstitüsü ekonomistlerinden Feyza Arıkkan tarafından dilimize çevirilmigtir.
2 60 W. J. Van BILJON rincisi serpantinin lifli şekli ki buna krizotil asbest (Mg 3 Sİ2O 5 (OH) 2 ) denir; diğeri amfibol grubu minerallerinin lifli şekilleridir. Bunların en önemlisi lifli riebekittir ki, buna krokidolit asbest (N^Fqs^+Fea^+Si^OuCOHDs) ve lifli grünerittir ki buna da amozit asbest ( (Fe, Mg) 7 Si 4 Oı 1 (OH) 2 ) denir. Lifli tremolit ve aktinolitler de bulunmaktadır. Fakat bunlar ekonomik bakımdan önemli değildir. Bu sebeple bugün sadece krizotil, krokidolit ve amozitten bahsedeceğim. Bu minerallerle çalışırken dikkati çeken husus, bunlann daima birçok çevrelerde görülen altın, bakır, kurşun ve çinko ve hattâ normal olarak ultrabazik ve bazik kayaçlara münhasır olduğu halde serpantinit, dünit, harzburzit, anortositle bulunan kromit ile de beraber bulunmalarıdır. Asbestin ana kayaçla bu yakınlığının sebebi şudur: Asbestiform mineralleri birçok şartlarda içinde bulunduğu kayacın tekrar kristalizasyonu neticesinde oluştuğu için kimyasal bakımdan ana madde ile aynıdır. Krizotil asbestin kimyasal kompozisyonunun amorsit ve krokidolitten çok farklı olduğunu gördüğümüze göre onların birbirinden çok farklı çevrelerde bulunmaları tabiîdir. Tek müşterek özellikleri asbestiform tabiatlarıdır. Bu sebeple onlardan ayn ayrı bahsedeceğiz. II KROSÎDOLİT VE AMOSÎT ASBEST Halen, bu iki mineral; krosidolitin bir zamanlar Avustralya'da çıkarılmış olmasına rağmen sadece Güney Afrika'da üretilmektedir. A. B. Devletleri ve Rusya'da, az miktarlarda krosidolit bulunduğu bildirilmişse de bunların işletildiğine dair bir bilgi verilmemiştir. A) Ana kayaç: Bu iki mineralin bulunduğu kaya tipine bantlı siderit veya takonit adı verilir (Şekil: 2). Oksitlenme bölgesinin altında değişen kriptokristallin kuvars ve manyetit tabakalardan meydana gelmiş sedimanter bir kayaçtır. Bâzı kısımlarında çok ince kristalli ve değişmemiş riebekit ve grünerit ve bâzan da stilpnomelan bulunur. Yüzeye yakın yerlerde manyetit ve silikatlar genellikle hematit ve limonite okside olmuşlardır. Riebekit (sodyum bakımından zengin) ve grünerit (magnezyum bakımından zengin) tabakalar sedimanter
3 AMYANT 61 sıramn büyük bir kısmını meydana getirir ve sedimanter tabandaki volkanik hareketin bir neticesidir. Mineraller diajenez esnasında teşekkül etmişlerdir, çünkü birkaç kattan başka metamorfizma gösteren bir emare mevcut değildir. Sabit bir pozisyonları vardır ve tek tek tabakalar yirmi kilometre kadar devam etmektedir. B) Asbest yatakları: înce kristalli riebekit ve grünerit (lif kütlesi) yatakların teşekkülüne paralel olarak ve yatak yüzeylerine dik açı yapacak şekilde intibak etmiş liflerle beraber krokidolit veya amosit asbestinin birleşmelerini meydana getirmek için tekrar kristalize olmuşlardır. Kuzey Kap Bölgesinde sodyum bakımından zengin tabakalar bulunmaktadır ve sadece krokidolit teşekkül etmiştir. TransvaFde ise hem sodyum ve hem de magnezyum bakımından zengin tabakalar mevcuttur. Krokidolit ve amozit birbirlerine yakın teşekkül etmişlerdir. Bu yataklarda yapılan daha önceki aramalarda en iyi liflerin tabakaların kat yerlerinde bulunduğu görülmüştür (Şekil: 3). Fakat bu kat her yerde belli değildir ve bâzı en iyi yataklarda bile ilk bakışta tespit edilememektedir. Riebekit ve grünerit lif kütleleri doğrudan doğruya asbeste tekrar kristalime olurlar, fakat yatak yüzeyinde materyalin yandan hareket halinde olduğu görülmektedir (Şekil: 4)* Kat yerlerinin her zaman belli olmaması se-
4 62 W. J. Van BILJON bebiyle asbest hakkında diğer orijin teorileri de meydana çıkmıştır, Cilliers ve Geniş liflerin manyetit tabakaları üzerindeki özlülenme neticesinde geliştiğini ileri sürmüşlerdir. Manyetit zerrelerinin üzerinde parlayan riebekit kristalleri olduğunu görmüşler (Şekil: 5) ve böylece bir manyetit tabakası olunca diğerlerinin de ona paralel olarak teşekkül edeceğini söylemişlerdir. Birçok krokidolit ve amozitlerin de manyetit tabakalarında bulundukları doğru olmakla
5 AMYANT 63
6 64 W. J. Van BIDJON ufak farklann çok önemli olabileceğim ve 5-6 'lik bir meyil farkının bir yatak teşkil etmek için yeterli olduğu meydana çıkmıştı. Esasen en iyi yataklar dikey katlarda değil, geniş ve yatay katlarda teşekkül etmişti. Bu teoriye dayanan sondajların neticeleri çok cesaret verici olmuştur ve amfibol asbest yataklarının da katlanma esnasındaki gerilim şartları neticesinde ortaya çıktığı kesinleşmiştir. Lif kütlesinin yeniden asbeste kristalize olma şekli ve neden böyle olduğu araştınlmaktadır. III KRÎZOTÎL ASBEST Krizotil asbest amfibol asbestten daha yaygındır. Kanada, Güney Afrika, Rodezya, Kıbrıs, Yunanistan, Avustralya, Brezilya ve Türkiye ve birçok başka yerlerde bulunmaktadır. Krizotil asbest için ana kayaç birçok yerlerde serpantinittir. Bu da dünit, harzburgit ve bâzan dolomitin serpantinleşmesiyle meydana gelir. Krizotil serpantinitte (şerit lif) paralel damarlar şeklinde veya değişik istikametlerde ayrılan damarlar (maden ocağı çerçeve yapısı) şeklinde görünür. Daha ziyade intizamsız krizotil asbest lif kütleleri halindeki damar duvarlarına dik açı yapacak şekilde bulunan asbest liflerine çapraz lifler, damarlara paralel bulunanlara geçme lifler denir. Literatürde krizotil asbest kaynakları üzerinde birçok teorilere rastlanmaktadır. Birçok defalar asbestin serpantinitten teşekkül ettiği fakat genellikle yeniden kristallenmeye sebep olan ya bir granit entrüzyon veya bir diabaz dayk şeklinde bir mağnıatik kaynak aranmaktadır. Kendi araştırmalarıma göre kontrolün sadece strüktürel olduğunu ve mağmatik entrüzyonların liflerin teşekkülünde küçük bir rolü olduğunu zannediyorum. Strüktürel kontrol üzerinde durmadan önce serpantinit ve krizotil asbestin mineralojisine kısa bir göz atmak gerekir. 20 sene öncesine kadar serpantin minerallerin strüktürü iyi anlaşılamamıştı. Amfibol asbestin lifli tabiatı amfibollerin silikat zinciri içerisinde olmasıyla izah edilir ve bunlar uzayan kristaller teşkil etmeye mütemayildirler. Kimyasal kompozisyona göre serpantinin tabakalı bir strüktürü olmalıdır, fakat 1933'te Pauling, Kaolinit Struktur için bir magnezyum benzerliği olamıyacağını ileri sürmüştü. Alüminyumun yerini alan magnezyumun bulunduğu sekiz yüzeyli tabakanın dört yüzeyli tabakaya intibak edemiyeceğini he-
7 AMYANT 65 saplamış ve böylece strüktürün yerleşmemiş olduğunu bulmuştu (Şekil: 7). 1949'da Bates ve Mink, elektronmikroskopik çalışmalar netiöesinde krizotil liflerinin aslında içi boş tüpler şeklinde olduğunu ve bunlara "sarılmış" tajmkalar denebileceğini ortaya koymuşlardı. Bu şekildeki Struktur sabitti. X ışını araştırmaları birçok sayıda çok şekilli Mg 3 SiÄ(OH) 4 bulunduğunu, bunlann içinde tüp biçiminde strüktürlü krizotilin ve yatay strüktürlü antigonitin yaygın olduğu meydana çıkarılmıştı. Serpantinit kayacının bu iki mineralin değişen karışımlarından meydana geldiği bulunmuştu. Yatay antigonitin alüminyumun yerini alan bir miktar magnezyum ile stabilize olduğuna karar verilmişti. Şimdi krizotil asbestin orijinine dönelim. Damarların tabiatını ve yatakların dağıtmamı etüd ederek liflerin gerilim tesiri altında geliştiğini ve Taber'in dediği gibi duvarlarını itmediğini veya boşlukları doldurmadığını belirtmek isterim. Liflerin oryantasyonu ve damarların şekilleri saf kimyasal olmaktan ziyade strüktürel bir orijin göstermektedir (Şekil: 8). Şimdi problem gerilimin kaynağını bulmaya kalıyor. Birçok Güney Afrika yataklarını tetkik ettikten sonra vardığım netice, gerilimin tek sebebinin faylaşma olduğudur. Bu sebeple, serpantinit kayaç kitlesinin reformasyonu sırasında ilk olarak kayacın kırıldığı öne sürülmektedir. Kınklı serpantinit kayacının yüksek basınca sahip yerlerinden solüsyon girecek ve
8 66 W. J. Van BILJON bu solüsyon gerilim şartları altında açılan kırıklara doğru ilerliyecektir. Krizotil bu kırıklar içinde gerilimin mevcut olduğu sürece kristalize olacaktır. Gerilim ortadan kalktıktan sonra geriye kalan herhangi bir serpantinli solüsyon mutlaka asbest şeklinde değil, fakat krizotil şeklinde kristalize olabilir. Pikrolitin bu şekilde oluştuğu öne sürülmektedir. Birçok lifli damarların ince ve pikrolit yatak başlığına sahip olduğu hususu dikkati çekmektedir. Bence, bu durum, nihaî solüsyonun, gerilimin ortadan kalktığı sırada mevcut olduğunu göstermektedir. Kayaç içinde oluşan gerilim kırıklarının tabiatı ve buna bağlı olarak krizotil asbest damarlarının tabiatı strüktürel durum ve fay oluşum tipine bağlıdır. Bu oldukça karışık olabilir, fakat genellikle üç ana tipin var olduğunu görmüş bulunuyorum: A) Fayın bir tarafındaki veya iki fay arasındaki sürüklenmeden ötürü meydana gelen kırıklar (Şekil: 9). Bu kırıklar fay düşeyi üe bir açı teşkil ederek meydana gelmişlerdir ve minimum gerilim yönüne göre dikeydirler. Lifler minimum gerilim yönüne paralel bir gelişme göstereceklerdir. Yataklar fay boyunca kademeli bir şekilde düzenleneceklerdir. Bu tip strüktürel modellerde deformasyon elipsoidinin makaslama düzeyine paralel hareketler ve daha başka gerilim şartlan meydana gelebilir. Bu durum birden fazla krizotil damar set'i (takımı) nin meydana gelmesiyle neticelenir ki sonuç olarak karışık bir yapı gösteren filonlar görülür.
9 AMYANT 67
10 68 W. J. Van BILJON mayülü gösterecek ve gerilim şartlan fay düzeyi ile dik bir açı meydana getirecektir. "Bu sebeple krizotil asbest fay düzeyi veya faya paralel kırıklar içinde gelişebilir. Fayın içinde oluşan lifler de damara paralel harekete mâruz kalacaklardır, öyle ki lifler kırığın cidarı ile açı teşkil edecek bir şekilde uzanacaklardır. Bü, fevkalâde durumlar da kaygan lifleri meydana getirecektir. C) Faylarla birlikte bulunan üçüncü kırık tipi, değişik strüktürdeki kayaçların temasları boyunca gelişenlerdir (Şekil: 11). Kırıkların gerçekten ne şekilde oluştukları konusunda tam olarak emin değilim, ancak, liflerin bu şekilde geliştiklerine sık sık dikkat ettim. Muhtemelen en iyi örnekler serpantinize dolomit içinde olanlardır. Dolomit içinde entrüsif meydana getiren diabaz siller dolomitin kontak boyunca serpantinize olmasına sebebiyet vermişlerdir, ancak krizotil asbest sadece devam eden fay veya dayklarm bu kontağı kestikleri yerlerde bulunmaktadırlar, iliç yakınlarında bulunan Sarıkonak'taki krizotil zuhurları da bu şekilde oluşmuş olabilirler. Çünkü buradaki lif zonu silstone ve serpantinit arasındaki kontak'a paralel bir gelişme göstermektedir. Bununla birlikte lifin tabiatı ile strüktürel model arasında kolayca bir ilginin kurulamadığı zuhurlar da mevcuttur. Burada Güney Afrika'daki Stolzburg ocağındaki yataklar aklıma gelmektedir. Burada lifler serpantinit kafalarını çevreleyen konsentrik tabakalar içinde zuhur etmektedirler (Şekil: 12). Birtakım kayma zonları mevcut olmasına rağmen, liflerin oryantasyonunun izahı zordur. Beypınan sahasındaki Şabanözü ve Ateş Ali gibi diabaz kafaları etrafındaki Hf zuhurları da aynı şekilde problematiktirler.
11 AMYANT 69 Fay oluşumu ile ilgili olmayan diğer bir gerilim, şartı için menşei, soğuma neticesinde mağmatik bir kütlenin büzülmesi veya serpantinizasyon sırasında ultrabazik bir kayacın genleşmesi gibi hacim değişikliklerinden ötürü meydana gelen gerilimdir. İkinci halde, gerilim kırıklıkları, serpantinize olmuş kayaç içindeki serpantinleşmemiş enklüzyonlar civarında meydana gelebilirler. Saı^anıtîiiıJKaisyoııı v kriasotil formasyonıııiî; relatif yaşı: Şu âna kadar serpantinitin yaşı veya menşei hakkında herhangi bir şey söylememiş bulunuyorum. Elski yazarların büyük bir kısmı (asbest konusu ile uğraşan) serpantinizasyon ve lif formasyonunu ilgili gelişmeler olarak düşünmüşlerdir. Söylemiş olduklarımdan jenetik ilgiyi gerekli görmediğimi açıklamış bulunuyorum. Bana göre serpantinit krizotilden önce oluşmuş olmalıdır, ancak serpantinitin ne zaman oluştuğu hususu önemli değildir, lif den çok daha yaşlı olabilir veya çok kısa bir süre önce oluşmuş olabilir, gerçekte çağdaştır. Grerçekte Hatay bölgesinde ve Orhaneli'nde bulunan bâzı yataklar, kayacın kırılmasına ve ultrabazik kayaçlarm serpantinizasyonu için solüsyonların kırıklara girmesine sebebiyet veren aynı güçlerin krizotil asbest oluşum sebebi olmak görüşünü öne sürmektedirler. Krizotil asbest oluşumu için şarttır: Evvelce söylenenlerden krizotil formasyonu için gerekli şartların birinci olarak serpantinit mevcudiyeti ve ikinci olarak da elverişli gerilim şartlarınm varlığı olduğu açıktır. Bununla birlikte ge-
12 70 W. J. Van BUNION rekli olan bir üçüncü şart daha vardır; yani serpantinin krizotil haline rekristalize olmasına yardımcı bir solüsyon. Bu tip solüsyonlar için evvelce mağmatik bir kaynak öne sürülmekte idi. Bununla birlikte krizotilin oluştuğu derinliklerde bu tip solüsyonların normal olarak mevcut olacaklarına inanıyorum. Bununla birlikte mağmatik entrüzyondan gelen ısı ve volatiuerin lif formasyonunu kolaylaştırdığı da mümkündür. Bowen ve Tuttle tarafından yapılan deneylerden krizotilin brusit mevcudiyetinde 450 C ilâ 500 Cye kadar sabit kaldığı bilinmektedir. Bu temperatürün üstünde krizotil talk haline gelmektedir. Bu sebeple temperatür 45O C'yi aşmadıkça, krizotil mağmatik bir kontak civarında muhtemelen daha çabuk bir oluşum gösterecektir, ancak bu hususu mutlak lüzumlu kabul etmemekteyim. Krizotilin kalitesi: Nihayet krizotilin kalitesi hakkında da birkaç söz söylemek gerekmektedir. Altın, bakır gibi diğer ekonomik minerallerin aksine asbestin değeri liflerin uzunluğu ve özelliklerine bağlıdır. Kanada sistemindeki liflerin uzunluklarına göre yapılan bir sınıflandırma herkesçe bilindiği için burada üzerinde durmayacağım. Liflerin kalitesi de çok önemlidir. Lifler ince ipek gibi veya yaylı olabilir, iki tip de kullanılacakları maksatlara göre makbuldür. lifler alçak veya yüksek güce de sahip olabilir. Alçak güçlü olan bükülünce veya sürtününce hemen kırılanlardır. Bunlar kuvvetli liflere na-
13 AMYANT 71 zaran daha az talebedilirler. Çabuk kırılmanın sebebi daha pek belli değildir. Bana göre şu faktörlerden dolayı olabilir: 1) Talka dönüşüm, 2) Alüminyumun daha sert lifler meydana gelmesine sebep olan magnezyumla yer değiştirmesi, 3) Liflerin manyezit ve kalsit gibi mineral tabakalarıyla kaplanması. SONUÇ Krizotil asbestin orijini hakkındaki görüşleri belirttiğimi ümit ediyorum. Asbest yatakları olmadığı halde geniş serpantinit alanlarının bulunmasını soru ile karşılamış olabilirsiniz. Cevaben serpantinit kompozisyonunun antigonitten krizotile değişmesini meydana getirecek şekilde olmadığı söylenebilir, örneğin çok miktarda alüminyum bulunabilir. Gerekli strüktürel şartlar olmayabilir veya gerçekten yataklar henüz bulunmamış olabilir. Alaçam firmasının sayesinde büyük bir yatağın daha memleketinizde bulunacağını ümit ediyorum ve esasen böyle yatakların mevcut olduğunu ve gerekli çalışmalar yapıldığı takdirde bulunacağından emin olduğumu tekrarlamak isterim.