KÖMÜR JEOLOJİSİ

Kömür Nedir ? : Kömürler havanın oksijeni ile doğrudan doğruya yanabilen ve %50 ile %95 arasında serbest veya bileşik karbon içeren katı ve organik tortul kayaçlardır. Kömürlerin güncel sınıflaması bunların görünüm ve bazı fiziksel özelliklerine göre yapılmaktadır. Bu sınıflama kolay ve pratik olunduğundan günlük hayatta yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu sınıflamaya göre kömürler ; Turba, Linyit, Taş kömürü ve Antrasit olarak dört ana gruba ayrılır.

Kömürleşme Olayı : Organik materyalin turba, linyit, taş kömürü ve antrasit basamaklarından geçerek meta-antrasite dönülmesine kadar geçirdiği evrime kömürleşme denir. Bir kömürün kömürleşme derecesi rank ile ifade edilir. Kömürler bitkisel materyalin bataklık ortamlarında uygun pH, Eh, İklim, nemlilik gibi koşullarda bir dizi fiziksel, kimyasal ve biyokimyasal değişime ve bozunuma uğraması ile oluşurlar.

Kömürleşme olayının ilk evresine turbalaşma denir.





Turbalaşma ve bunu takip eden diğer kömürleşme sürecinde ortamdan ilk önce su, CO2 ve CO uzaklaşır. Olgunlaşmanın artışı ile birlikte daha sonra CH4 ( metan) ve O2 ( taş kömürü aşamasında ) ve en sonunda H( antrasit aşaması ) ortamdan uzaklaşır. Turbaların oluşumu, organik artıkların su altında çeşitli faktörlerin etkisinde ayrışmaya uğraması ile başlar. Bu faktörlerin başında çeşitli aneorobik mikro organizmalar gelir. Bu organizmalar su altında birikerek havanın oksijeni ile teması kesilmiş bitki artıklarının bünyesinde bulunan oksijeni alarak limnik asitleri meydana getirriler. Böylece humuslaşma devresi başlar. Humuslaşmanın ileri aşamasında mutlak bir havasız ortamda çürüme başlar. Bu şekilde turbalaşma olayı da başlamış olur.

Çeşitli kömürler bataklıklarda biriken turbaların evrimi ile oluşmuşlardır. Bir turba bataklığının oluşumunda bitki topluluğu (flora), iklim, paleocoğrafya ve tektonik özellikler önem taşır. Her şeyden önce kömür katmanlarının oluşabilmesi için öncelikle yoğun bitki topluluğunun bulunması gerekir. Nemli ve sıcak iklimlerde bitki topluluğu ve orman bataklıkları daha fazladır. Bir tropikal orman bataklığı 7 ile 10 yıl arasında kendini yenileyebilmektedir. Bu sırada ağaçların boyları 30 m' ye kadar ulaşmaktadır. Jeolojik devirlerde önemli turba oluşumları nemli ve sıcak iklimlerde gelişmiştir. Bunların kömür damarlarının oluşabilmesi için öncelikle oluşan turbaların korunabilmesi için de yeraltı su seviyesinin devamlı ve yavaş yükselmesi, ayrıca denizin ve nehirlerin taşıyıcı etkisinden turba bataklıklarının korunması gerekir. Subsidans (çökme) çok daha hızlı olursa bataklıklar görsel ve denizel çökellerle dolarlar. Turba yerine bu çökeller depolanır. Eğer çökme çok yavaş olursa bitkilerin çürümesi havada gerçekleşir. Böylece turba dolayısıyla kömür oluşumu gerçekleşmez.

Kömürleşmeyi Etkileyen Faktörler :

  • Basınç : Bir çok araştırmaya göre kömürleşme derecesinin artmasına basınç neden olmaktadır. Gömülme derinliğinin artmasıyla, yani yük basıncının artmasıyla kömürleşme derecesi de artmaktadır. Kıvrımlanmış bir bölgedeki kömürlerin kömürleşme derecesi, Kıvrımlanmış bölgelerden daha yüksek olduğu gözlenmiştir. Diğer taraftan gömülme derinliği ile kömürleşme derecesinin aşırı derinlikte sıcaklığın artışı ile açıklanmaktadır. Basıncın kömürün fiziksel yapısı üzerinde önemli bir etkisi vardır. Basınç kömürün gözenekliliğini azaltır. Bu yüzden aşırı basınç altında kalmış kömürler anormal derecede düşük nem içerirler.
  • Sıcaklık : Sıcaklık kömürleşme sırasında kimyasal reaksiyonları arttırmaktadır. Deneysel çalışmaların yanı sıra mağmatiklerin dokanaklarındaki kömürler bunu açıkça ortaya koymaktadır. Buna örnek olarak Kuzeybatı Almanya'daki Brachme masifini verebiliriz. Bu masifteki batolit dokanağına yakın bölgedeki kömürlerin kömürleşme derecesi antrasit - meta antrasit aşamasındadır.
  • Zaman : Çoğu araştırmacıya göre zaman önemli bir rol oynamamaktadır. Çünkü Rusya'daki Moskova havzasında Karbonifer yaşlı kömürler hala yumuşak linyit özelliğindedir. Halbuki dünyada birçok Karbonifer yaşlı kömür havzasında kömürleşme taş kömürü - antrasit aşamasındadır. Bunun birinci nedeni gömülme ısıya bağlıdır. Bu nedenle zaman çok önemli bir faktör sayılmamaktadır. Ancak kömürleşme olayında faktörlerin etkisi beraberce düşünülmüştür.