Metod

2.2.1 Laboratuvar çalışması

2.2.1.1 Toprak ve kayaç örneklerinin analize hazırlaması

Araziden alınan toplam 714 adet numune laboratuvara getirilerek numune numarasına göre dizilmiştir. Önce toprak numuneleri etüv’e atılarak 1050 _{sıcaklıkta 8 saat} bekletilerek kurutulduktan sonra taşmayacak kapta iyice ezilerek 0,5 ve 0,2 mm elekten geçirilerek 40-70 gr arasında kurumuş numuneler ölçüme hazır hale getirilmiştir. Toprak numunelerinin gerek öğütülerek homojen hale getirilmesi ve gerekese etüvde kurutulması, analiz yöntemi olarak kullanılan el tipi XRF’te en doğru sonucu belirlemeye yöneliktir (Dooley vd., 1994).

Kaya numuneleri, çeneli kırıcıda küçük parçalara ayrılarak, örneğin çeneli kırıcıda parçalanan numune 1000 gr ise, örnek bölücüye koyularak 500-500 gr olarak ayrılıp, son olarak ise öğütme makinesinde 200 mesh boyutuna öğütülerek ana, iz ve nadir element analizleri için hazır hale getirilmiştir. Bu işlemlerden sonra numuneler düzenli olarak sıralanıp XRF ile ölçüm yapmaya hazır hale getirilmiştir (Foto. 2.1).

Fotoğraf 2.1. Kaya numunelerinin öğütme makinası (a), Öğütülen (b) kayaların

toplanma yeri.

20

2.2.1.2 Parlak kesitlerin hazırlanması

İnceleme alanında mostra veren ve makroskopik olarak cevher minerali belirlenen damarlardan alınan örneklerden 8 adet parlak kesit hazırlanmıştır. Cevher örneklerinden 2x2 cm genişliğinde ve 1 cm kalınlığında kesilen plakalar, kaba ve ince aşındırma aşamalarından sonra 0,1 μm çapında alüminyum oksit tozu kullanılarak parlatılmıştır. Yüzeysel ayrışma gözlenen oksitli zonlardan ise XRD analizi için alınan numuneler öğütülerek analize hazır hale getirilmiş, bütün bu çalışmalar Niğde Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü laboratuvarlarında hazırlanmıştır.

2.2.1.3. Analitik yöntemler

2.2.1.3.1 XRF yöntemi (Niton XL3t XRF marka el tipi)

X Işınları gözle görülemeyen cisimlerin içinden geçer ve bu ışınlar ancak özel filmler veya detektörlerle tespit edilebilir. Bilindiği gibi cisimler atomlardan oluşur. Atomun yapısını BOHR modeline göre incelersek ortada proton ve nötronlardan oluşan, çekirdeğin etrafında da elektronların olduğunu görülür. Bu elektronlar K, L, M, N gibi farklı enerji seviyelerine sahip yörüngelerde dolanırlar. Herhangi bir X-Ray kaynağından salınan X ışınları malzemedeki elektronlara çarparak onları yerlerinden uzaklaştırırlar (Şekil 2.3).

Şekil 2.3. Niton XL3t XRF Marka El tipi XRF’in çalışma şekilleri ve analiz

yöntemi(http://www.repamet.com).

Bu çarpışma sonunda boşalan yere bir üst veya daha üstteki yörüngelerden elektronlar doldurur. Bu doldurma esnasında da atoma özgü enerji seviyesine sahip ikincil bir X

21

ışını salınır. Bu olaya X-Ray Fluoresans kısaca XRF adı verilir. Her element için karakteristik olan ve bu emisyonların (Kα, Lα) yoğunluklarına ve ortaya çıkış değerine göre elementlerin cinsi ve bolluğu belirlenmiş olur. Niton XL3t XRF marka el tipi XRF 40-50 kV enerji ile çalışabilen hem yerinde hemde laboratuvar ortamında analiz yapabilen, tek seferde 26 elementi tarayabilen bir cihazdır. Bu çalışmada cihaz laboratuvar ortamında kullanılmış, örnekler mümkün olduğunca öğütülerek homojen olması sağlanmıştır.

Analize hazırlanan numunelerin analizi için sırasıyla aşağıdaki işlemler yapılır: XRF masasında sabitlenmiş olarak duran cihazı açılır, başta standart numuneler ölçülüp hangi element üzerinde çalışılıyor ise onun değeri okunur (cihaz kalibre edilir). 200 mesh boyutuna öğütülmüş toprak ve kayaç numuneleri karıştırılarak homojen hale getirilir ve cihazın özel aparatına dökülerek üzeri yine bir aparatla düzleştirildikten ölçüme hazır hale gelir. Ölçüm süresi 90 sn olup her numune (kayaç ve toprak) 2-3 kez okunmuş, okunan değerlerin aritmetik ortalaması alınmıştır. 20 numunede bir tekrar ölçüm yapılmıştır. Ölçüm işlemi bittikten sonra kalibrasyon için herhangi bir standart tekrar ölçülmüş ve cihazın ölçümdeki doğruluğu belirlenmiştir. Herhangi bir durum gözlendiğinde ise değeri bilinen standart numunelerle kalibrasyonu yapılarak el tipi XRF cihazında problem olup olmadığı sık sık kontrol edilmiştir.

2.2.1.3.2 ICP-MS yöntemi

ICP-MS Yöntemi diğer yöntemlere göre en yüksek duyarlılığa sahip bir yöntemdir. ICP ile Kütle Spektrografi’nin (MS) birleştirilmiş şeklidir. Plazma lambasında örnek atomları elektrik yüklü iyonlar haline gelirler. Bu iyonlar, Kütle Spektrografı’na gönderilerek burada kütle/iyon yükü oranlarına göre ayrılırlar. Aynı AAS (Atomik Absorbsiyon Spektrofotometresi) yöntemindeki monokromatörün yaptığı dalga boyu ayırtlanması burada MS, kütle/iyon yükü oranı ile yapılmaktadır. ICP-MS ile element analizi yanında % 0,1 kesinlikle izotop analizi de yapılabilmektedir (Tokel, 1993). ICP- MS kimyasal analizleri bu çalışmada el tipi XRF cihazını kontrol amacıyla her 10 numunede bir numune ALS laboratuvarında kral suyu (HCL-HNO3) kullanılarak çözündürülmüş ve analiz edilmiştir.

22

2.2.1.3.3 XRF analiz sonuçlarının güvenilirliğinin belirlenmesi

Tez kapsamında XRF (El tipi)’in güvenirliğini güçlendirmek için Akkaya (Dışbudak) sahasından alınan her 10 numuneden 1 tanesini ALS laboratuvarına ICP-MS analizi yapılması için gönderilmiştir. Toplamda 55 adet numune 12 element için hem XRF hem de ICP_MS analizi yapılmıştır. Bu kapsamında Pb, Zn, Cu, Fe, Mn, As gibi iz bulucu elementlerin ICP_MS analiz örnekleri ile XRF (El tipi) örnekleri karşılaştırılıp korele edilmiş ve r² hesaplanarak her iki analiz arasındaki ilişkiyi gösterir regresyon grafikleri oluşturulmuştur.

Hazırlanan grafiklere bakıldığında özellikle Pb, Zn, elementlerinin her iki yöntemle elde edilen sonuçları arasında kuvvetli lineer ilişki olduğu saptanmıştır (Şekil 2.4; Şekil 2.5). Şekillerden de görüleceği üzere Pb’un her iki yöntemle elde edilen sonuçları arasındaki korelasyon katsayısı sırasıyla ( r) 0,98, Zn’nun 0.90 olarak belirlenmiş, aralarındaki ilişkinin mükemmel olduğu anlaşılmıştır. Fe, Mn, ise nispeten toprakta yüksek (sırasıyla r=0.55, r=0.65) kayaç analizlerinde ise orta derecede ilişkili oldukları saptanmıştır (Şekil 2.8; Şekil 2.9). Bunun yanında Cu elementleri ise orta derecede kuvvetli ilişki ile r=0,6 toprakta, 0.5 ile kayaçta olduğu belirlenmiştir (Şekil 2.6).

Şekil 2.4. Pb elementi için ICP-XRF (El tipi) analiz sonuçlarının (ppm)

23

Şekil 2.5. Zn elementi için ICP-XRF (El tipi) numunelerin (ppm) karşılaştırılması.

24

Şekil 2.7. Fe elementi için ICP-XRF (El tipi) numunelerin (ppm) karşılaştırılması.

25

Verilerden de anlaşılacağı üzere, XRF-ICP karşılaştırmalı sonuçları, araziden alınan örneklerin kurutularak ve öğütülerek homojen hale getirilmesi ile yapılacak analizler, daha güvenilir hale getirildiği ve binlerce örnğin daha ekonomik olarak el tipi XRF cihazıyla analiz edileceği anlaşılmıştır.

Bu şekilde el tipi XRF cihazıyla direk arazide ölçme yerine laboratuvar ortamında ve cihazı sabitleyerek, etüvde kurutarak ve örneği öğüterek homojen hale getirerek yapılacak ölçümlerin oldukça güvenilir hale geldiği saptanmıştır (Raab vd., 1991).

2.2.1.3.4. XRD çözümleme

Cevher mikroskobunda tespit edilemeyen kil, karbonat gibi mineralleri belirlemek amacıyla cevher ve yan kayaçlardan binoküler mikroskop ve makro olarak kısmen saflaştırılmış 16 adet örnek agat havanda analize hazır hale getirilmiştir. Toz haline getirilen XRD örneklerinin XRD difraktogram çekimleri Cu X-ışın tüplü Rigaku Geigerflex XRD analiz cihazı ile MTA Genel Müdürlüğü MAT Dairesinde yapılmış ve difraktogram üzerinden ayrıntılı mineralojik tanımlamaları yapılmıştır.

Örnekler X ışınları kırınımı sistemi kullanılarak, veriler 30 kV, 12 mA’de Cu tüp ve NaL (TI) tipi sintilasyon dedektörü ile toplanmıştır. Analizler 2Ø cinsinden dakikada 2Ø çekim hızıyla 5˚ ile 70˚ ölçüm aralığında yapılmıştır. Difraktometrede sıfır noktası düzeltilmesi aletin kendisi tarafından kuvars standart kullanılarak otomatik olarak yapılmıştır.

2.2.2. Büro çalışması

Büro çalışması kapsamında arazi çalışmalarında hazırlanan haritalar bilgisayar ortamında Corell programı kullanılarak çizilmiş, yapılan analiz ve deneylerin sonuçları çeşitli bilgisayar programları kullanılarak değerlendirilmiş, konuyla ilgili grafikler ve tablolar hazırlanmıştır. Jeolojik, mineralojik ve jeokimyasal veriler, literatür bilgisiyle derlemek suretiyle tez yazımı tamamlanmıştır.

26

2.2.2.1 İstatistiksel analiz yöntemi

Bu tez kapsamında; istatiksel veri kümelerinin detaylı özelliklerini sunmak amacı ile bazı tanımlayıcı istatiksel analizler yapılmıştır. Veri kümelerinin normallik kümeleri için K-S istatistik testi uygulanmıştır. Elementler arasındaki ilişkiyi saptamak için Pearson katsayısı kullanılarak aşamalı kümelenme analizi uygulanmıştır. Tez kapsamındaki istatiksel analizler SPSS 11.5 programları ile yapılmıştır.

Jeokimyasal haritalamaların en önemli parçası, jeokimyasal anomalileri tanımlamak için kullanılan eşik değerin belirlenmesidir. Eşik değeri tespit etmek için; histogram, Q-Q diyagramları ve literatürde kullanılan diğer temel istatistik yöntemler denenmiş ve her bir element için yersel eşik değerler tespit edilmeye çalışılmıştır. Ayrıca element dağılımının anlaşılabilmesi için Korelasyon analizi, Kümelenme analizi, Faktör analizi, tek ve çok değişkenli iz element analizi temel istatistik değerlendirme olarak kullanılmıştır.

27