Madencilik, sektörü, ülke sanayisinin ve dolayısıyla ekonomisinin temelini oluşturmaktadır. Günümüzde ve gelecekte yurt içi kaynaklara bağlı olarak mineral zenginliklerinden ne ölçüde yararlanabileceğimizin bilinmesi ileriye dönük sanayileşme projeksiyonları açısından son derece önemlidir. Bu çerçevede ülke madenciliğinin gelişimi de maden aramacılığının arama çalışmalarının sağlıklı yürütülmesi gerekmektedir.
Maden yatakları, çeşitli jeolojik süreçlerin yoğun etkisi sonucunda oluşmuş olağandışı bileşimli kayalar olarak kabul edilmelidir (Şamama 1985). Bu nedenle, herhangi, bir yörede cevherleşmelerin aranması, o bölgede hüküm sürmüş jeolojik süreçlerin tarihçesinin ve etkili oldukları alanların geometrisinin çözümlenmesini gerektirmektedir.
Türkiye, önemli bir metalik maden ve sanayi hammadde çeşitliliğine sahiptir. Bu durum doğanın ülkemize sunduğu bir zenginliktir. Geçirdiği jeolojik evrim ve tektonik olaylar, maden yataklarımızın küçük, orta boyutlu ve parçalı olmasının nedenidir. Bu nedenle, arama döneminde doğru yöntemler kullanılmadığında madenlerin bulunmasında zorluklarla karşılaşılmaktadır.
Maden aramacılığı; “bölgesel ön arama” ile başlayan, buluş sonrası aramalarla devam eden ve işletilebilir bir maden yatağının fizibilite çalışmalarıyla sona eren kapsamlı, pahalı, uzun süreli ve zahmetli bir süreçtir. Aranan madenin cinsi, doğadaki konumu, bölgesel dağılımı, bulunuş sıklığı gibi etkenler bu sürecin kapsam, maliyet, süre ve zorluğunu belirler. Şunu da belirtmek gerekir ki yapılan her arama çalışması ekonomik miktarda (yatırıma değer miktarda) maden bulunması ile sonuçlanmayabilir. Bu riski göze almak ve işin gerektirdiği tüm çalışmaları yapmak/yaptırmak yatırımcının/madencinin menfaatleri gereğince bir görevidir. Tüm bu çalışmaları yapmak için harcanacak paraya “risk sermayesi” denilmektedir.
Maden arama çalışmaları, maden üretiminin alt yapısını oluşturur. Madenler işletilirken aynı işletme alanında veya başka alanlarda yeni rezervlerin aranması da gerekir. Arama döneminde yapılacak olan yatırımın yüksekliği ve büyük ölçüde risk içermesi, aramacılığın çok dikkatli ve profesyonel ekiplerce yapılması zorunluluğunu doğurmaktadır.
İlk yıllarda daha çok mostra madenciliği (yüzey madenciliği) şeklinde olan madencilik uygulamaları, bugün jeolojik etütler sonucu öngörülen örtülü madenlerin jeofizik etütler ile belirlenen noktalarda yapılan sondajlarla keşfi şeklindedir. Bu çalışmaların doğal sonucu " Madencilik yatırımlarında riskin sınırlanması ve/veya minimize edilmesi" dir.
Bir maden arama işlemi; jeolojik etüt, jeofizik etüt, sondaj, numune analizleri, görsel incelemeler ve yerel deneyimlerin bir bütün olarak değerlendirilmesi sonucunda maden yataklarının oluşum koşullarının, yanal ve düşey devamlılıklarının ve rezervlerinin belirlenmesi amacıyla yapılmaktadır.
Yapılacak maden arama planının çerçevesi, üretimi planlanan madenin özellikleri dikkate alınarak belirlenmelidir. Arama yapılacak alanındaki jeolojik birimler homojen ise, yapılacak arama kısa süreli ve düşük maliyetli olacaktır. Jeolojik birimlerin özellikleri hem yatay hem de düşey yönlerde değişiklikler sergiliyor ise, etüt daha titiz ve yüksek maliyetli olacaktır. Maden arama süreci, arama mühendisinin gerek duyduğu ölçekte, yüzeysel veya yeraltı incelemeleri şeklinde olabilir.
Yapılacak arama, üretimi planlanan madeni içerebilecek jeolojik birimlerin tamamının jeolojik (yayılım, derinlik vb.) belirlenmesini kapsamalıdır. Çünkü, herhangi bir madenin aranması o bölgede gerçekleşmiş jeolojik olayların etkili oldukları alanların, kayaç türlerinin ve geometrisinin çözümlenmesini gerektirmektedir. Arama süreci, önceden üretilmiş verilerin yorumlanmasıyla başlar, madenin üretilmesi sırasında devam eder ve madenin tüketilmesine kadar sürer. Bu verilerin belirlenebilmesi için büro ve arazide yapılacak birtakım çalışmalar vardır.
Büro Çalışmaları
Büro çalışmaları, maden arama işleminin ön hazırlığıdır. Veri eldesi ve elde edilen verilerin değerlendirilmesi ve maden arama planının hazırlanması aşamalarından oluşmaktadır.
Büro çalışmaları kapsamında, arama alanı içerisinde yeralan formasyonların jeolojik özellikleri, paleocoğrafya, uzaktan algılama, jeokimya, jeofizik (havadan manyetik ve rejyonal gravite), metallojeni haritaları ve maden bilgileri gibi temel bölgesel veriler büro çalışması ile değerlendirilir.
Maden aramaya başlanılmadan önce, aynı bölgede yapılmış olan jeolojik, jeokimyasal ve jeofiziksel çalışmalardan ve edinilmiş deneyimlerden faydalanılması gereklidir. Bunun için öncel rapor ve yayınlar ayrıntılı olarak incelenerek gerekli notlar alınmalı ve yapılacak çalışma için bir ön fikir edinilmelidir. Bu işlemin sağlayacağı kolaylık oldukça fazladır.
Öncel çalışmaların elde edilmesi, her zaman kolay olmamakla birlikte mutlaka yapılması gereken bir işlemdir. Öncel çalışmaların incelenmesi sayesinde, yapılacak maden arama planlanmasına daha bilinçli yaklaşımlar sağlamak mümkündür.
Literatür araştırması, sadece rapor veya yayınların incelenmesi şeklinde düşünülmemelidir. Bunlara ek olarak gazete, dergi vb. gibi yayın organlarından ve çalışma alanı civarında yaşayan insanların kişisel bilgi ve değerlendirmelerinden de yararlanılması şeklinde algılanmalıdır.
Ülkemizde, jeolojik bilgilerin arşivlendiği köklü kamu kuruluşları (MTA, TTK, TKİ, Üniversiteler vb.) bulunmaktadır. Bu kuruluşlar, ülkemizin değişik bölgelerinde jeolojik, jeofizik ve maden aramaları yapmakta ve bu çalışmalar sonucunda hazırladıkları raporları arşivlerinde bulundurmaktadırlar. Maden arama kapsamında yapılan büro çalışmalarının önemli bir parçasını oluşturan literatür incelemeleri sırasında, belirtilen kurumların arşivlerinden faydalanmak maden aramanın planlanmasında önemli kolaylıklar sağlamaktadır.
Arazi Çalışmaları
Büro çalışmaları tamamlandıktan ve bir maden arama planı hazırlandıktan sonra, elde edilen bilgilerin arazide (yerinde) incelenmesi ve gerekli kayaç, toprak ve sondaj numunelerinin alınması gereklidir.
Uygun ölçekteki topografik haritaya, formasyon sınırları dikkatli bir şekilde çizildikten sonra bu unsurlar sembollerle harita üzerinde gösterilmelidir. Ayrıca, bu sembolleri açıklamak haritanın kolay bir biçimde anlaşılmasını sağlamaktadır.
Jeolojik birimlerin fiziksel özellikleri ve süreksizlikler (fay, çatlak, tabakalanma ve şistozite düzlemleri vb.) harita veya plan üzerine işaretlenmelidir. Gözlenebilen çatlak sistemleri ve faylar, doğrultu ve eğimleri, jeolog pusulası yardımıyla ölçülerek haritaya işlenmelidir.
Arazide inceleme yapılan gözlem noktaları haritaya işlenerek açıklamalı notlar yazılmalı ve tip kesitlerin fotoğrafları çekilmelidir. Çalışılan arazide bulunan kayaç ve maden mostralarından jeolog çekici yardımıyla numuneler alınmalıdır. Bu numuneler, araştırmacının yanında taşıdığı plastik, cam, metal, ahşap kutu veya bez torbalara konularak gerekli analizleri yapılmak üzere hazırlanmalıdır. Ayrıca, bitki örtüsü, akarsu, göl ve yüzey suları ile sondaj kuyuları veya diğer yöntemlerle inşa edilmiş kuyularda incelenmelidir.
Bu çalışmalar sırasında elde edilen bilgiler, büroda hazırlanacak olan raporun yazılmasında önemli kolaylıklar sağlayacaktır.
Jeolojik birimlerin ve maden mostralarının yerin derinliklerindeki durumunun ve özellik değişimlerinin ayrıntılı bir biçimde ortaya konabilmesi için yapılan jeolojik etütlerin jeofizik ve arama sondajları ile desteklenmesi gereklidir.
Jeolojik etütler, sahadaki madenin oluşum sürecinden başlamak üzere, geçirdiği kimyasal ve fiziksel değişiklikler, uğradığı tektonik hareketlerin etkileri ve bu etki sonucunda meydana gelen çeşitli deformasyon konularının tamamını kapsamalıdır. Ayrıca, bölgedeki önemli fay ve/veya fay hatlarının belirlenmesi de etüt kapsamında tutulmalıdır.
Maden sahalarında yapılan jeolojik etütler, proje maliyetlerinin azaltılmasında yardımcı olmaktadır. Jeolojik etütler, maden arama planının büyük veya küçük ölçekli olmasına bakılmaksızın bütün aramalarda yapılmalıdır.
Maden aramalarında, jeofizik yöntemlerden de önemli ölçüde yararlanılmaktadır. En çok rezistivite (DES, çok-elektrotlu rezistivite), IP, Manyetik ve Gravite yöntemleri kullanılmaktadır.
Maden aramacılığının önemli aşamalarından birisi de sondaj çalışmalarıdır. Sondaj çalışmaları ile madenler hakkında ayrıntılı bilgiler elde edilir. Arama sondajlarından sağlanan örnekler üzerinde yapılan analizler ile madenlerin fiziksel, kimyasal ve mekanik özellikleri belirlenmektedir.
Sondajların dizilimi, sıklığı, derinliği ve eğimi, bir ölçüde jeolojik koşulların karmaşık olup olmaması ile denetlenmektedir. İlk sondajlardan elde edilen bilgiler ışığında dizilim, sıklık, derinlik ve eğim ile ilgili program değiştirilebilmektedir. Sondaj sıklığı saha jeolojisine bağlıdır. Pratik olarak, bir sahada en azından bir adet derin sondaj yapılarak, öncelikle jeolojik koşulların derinlikle değişimi hakkında ön bilgi edinilmelidir. Sondaj derinliğinin planlanmasında aşağıdaki hususlar dikkate alınabilir.
Etkin ve başarılı bir arama sondaj programının planlanmasında önemli olan başlıca faktörler şunlardır;
1. Aranan madenin boyut ve özelliklerine bağlı olarak; sondajların dizilimi, sıklığı ve derinliği
2. Jeolojik değişkenlik ile ilişkili olarak alınacak örneklerin kalitesi ve sayısı
3. Saha çalışmalarının denetimi, sondajların ve örneklemenin yüksek standartta yapılması ve güvenilir kayıtların tutulması
Önemli bulunan bölgelerde ön aramalar şeklinde arazi çalışmalarına başlanır. Jeoloji, jeokimya ve jeofizik haritaları (küçük ölçekli) tamamlanır ve gerektiğinde stratigrafi sondajı yapılır.
Ön arama sahalarından derlenen verilerin değerlendirilmesi sonucunda, belirlenen hedef sahalarda detay aramalar aşamasına geçilir. Maden jeolojisi, jeokimya anomali, jeofizik haritaları (büyük ölçekli) tamamlanır. Açınsama (istikşaf) ve rezerv sondajları yapılır.
Gerektiğinde yarma/galeri gibi yöntemlere başvurulur ve teknolojik test örneği alınır. Rezerv, tenör, parajenez, mineralojik özellikler ve teknolojik test olumlu ise madenin üretimi için gerekli diğer parametreleri de değerlendiren fizibilite raporu yazılır. Maden işletmeye hazır hale gelmiştir.
Güncelleştirilmiş maden jeoloji haritaları ve diğer bilgiler ışığında üretim sürecinde karşılaşılan problemler ile üretim tamamlandıktan sonra çevrede veya daha derinde madenin devamının veya buna bağlı oluşmuş başka bir madenin bulunup bulunmadığı araştırılır.
Bir maden yatağının ilk olarak veri tabanı oluşturulur ve maden yatağı ile topografik yüzey modellenir. Daha sonra tenör-tonaj dağılımı blok model yardımıyla bulunarak COG hesaplamalarına geçilir.
Maden yatağı modellemesi, herhangi bir maden sahasına ait verilerin (sondaj, jeolojik vb.) depolanması, sınıflandırılması, değerlendirilmesi, logların oluşturulması, verilerin temel istatistik analizlerinin yapılması, her doğrultuda jeolojik kesit alınması ve görüntülenmesi, rapor edilmesi v.b. işlemlerden oluşmaktadır.
Madencilik yatırımları; rezerv hesaplamaları üzerine kurulmuş olup, doğru yapılmış olmalarının önemi büyüktür. Bugün maden yatağı modelleme ve rezerv hesapları için kullanılan çok sayıda bilgisayar programı geliştirilmiştir.
