Malkara (Tekirdağ) kömürlerinin organik jeokimyası, ana-eser element içerikleri ve çevresel etkilerinin CBS destekli incelenmesi

Abstract

Çalışma sahası Malkara, Hayrabolu ve Süleymanpaşa ilçeleri (Tekirdağ-Türkiye) kesişiminde yer almaktadır. Trakya Tersiyer Havzası'ndaki Oligosen yaşlı Danişmen Formasyonunda bulunan bu saha kireçtaşı, kumtaşı, tüfit, silttaşı, kiltaşından oluşmaktadır ve kömür ara katkılıdır. Bu çalışmada kömürün çıkarılması, taşınması ve yakılması sırasında ortaya çıkabilecek çevresel ve canlı yaşamını etkileyen unsurların tespiti yapılmıştır. Bu unsurlar belirlenirken organik petrografik yöntemler, ana-iz element analizleri ve Coğrafi Bilgi Sistemleri'nin çeşitli analizlerinden yararlanılarak sonuçlara ulaşılmıştır. Malkara kömür örneklerine uygulanan Rock Eval piroliz analizleri sonucunda toplam organik karbon değerleri (TOC) % 5,9-53,25 aralığında, ortalama % 32,03; hidrojen indeksi değerleri (HI) 43-167 mg HC /g TOC aralığında; oksijen indeksi değerleri (OI) 55-137 mg HC /g TOC aralığında; üretim indeksi (PI) 0,01-0,08 aralığında; Tmax değerleri 381-437 °C aralığında değişim göstermektedir. Tüm bu değerlerle yapılan incelemeler sonucunda kerojenin Tip III olduğu ve organik maddenin olgunlaşmamış olduğu tespit edilmiştir. Kaynak kaya potansiyelini belirlemek için potansiyel ürün (PY) değerleri hesaplanmış ve 3,54 ile 90,71 kg/ton arasında değiştiği belirlenmiştir. Buna göre kaynak kayanın gaz kökenli olduğu tespit edilmiştir. Organik fasiyes incelemelerinde ise fasiyes tipi büyük bir kısmı CD olmak üzere C-CD'dir. CD organik fasiyesi kalıntı ve oksidasyona uğramış karasal organik maddeyi işaret eder. Vitrinit yansıması değerleri % 0,314-0,489 aralığında değişmekte olup, olgunlaşmamış organik madde; yumuşak, mat, ve parlak linyit-alt bitümü gösterir. XRD tüm kaya ve kil analizleri sonucunda kuvars, kalsit, kil mineralleri, dolomit, aragonit, feldispat grubu mineraller, plajiyoklaz grubu mineraller, ankerit, pirit, mika ve amorf malzeme olduğu tespit edilmiştir. Baskın kil mineralinin smektit ve illit olduğu, smektitin diğer kil minerallerinden fazla olduğu belirlenmiştir. Çok az örnek seviyesinde klorite rastlanılmıştır. Ana-eser element analizlerine göre çalışma alanındaki kömürlerde ana elementlerden Fe, Mg, Ca, Ti ve Cr, eser elemetlerden ise Ni, W, Se zenginleşmiştir. Havzadaki element zenginleşmeleri ana elementlerde büyük ölçüde inorganik, eser elementlerde ise organik kökenlidir. Çevresel açıdan risk oluşturabilecek elementlerden As, Cd, Se, Ni, Be, V, Cu, Zn, Th, U, Ti, Co, Sb, Sn ve Ba'un dünya kömür ortalamalarının üzerinde olduğu belirlenmiştir. Bu elementlerden As, Cd, Be, Co, Sb, Ni ve Se potansiyel hava kirletici elementler sınıfındadır. CBS çalışmasının ana-iz element analizleri ile birlikte değerlendirilmesinde elementler çevresel ve canlıların sağlığı açısından dört grupta incelenmiştir. En tehlikeli sınıf olan Grup 1 elementleri (As, Cd, Cr, Hg, Se) olup, azalan sırayla elementler Grup 2A (Mn, Mo, Ni, Pb), Grup 2B (B, Cu, P, Th, U, V, Zn), Grup 3 (Ba, Co, Sb, Sn, Ti) olarak sınıflandırılmıştır. Tüm grup elementlerinin çalışma sahasındaki dağılımları enterpolasyon yöntemlerinden biri olan Kriging ile tespit edilerek haritalanmıştır. Haritalama işleminin ardından vektör verinin raster veriye dönüştürülmesi işlemi yeniden sınıflandırma (reclass) ile yapılarak elementlerin dağılımlarının alansal dağılımları hesaplanmıştır. CBS çalışmaları ile sahanın eğim, bakı, sayısal yükseklik modeli unsurları ile birlikte üç boyutlu modelleme yapılmış, linyit devamlılığı tespit edilmiştir. Buna göre inceleme alanında tavan linyiti, taban linyiti ve aralarında bir killi linyit katmanı belirlenmiştir. Maden sahasına yakın ormanlık alanlar, yeraltı suları tespit edilerek çevresel tehlike açısından incelenmiştir. Maden sahası çevresindeki yollar ağ analizleri ile sayısallaştırılarak kömürün taşınması sırasında çevresel açıdan riskli yerleşim merkezleri ve kömür tozlarından etkilenebilecek kişi sayısı ortaya konulmuştur.