ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ. İÇ ANADOLU FLORİT YATAKLARININ İZOTOP (Sr-O-C-S) JEOKİMYASI.

Transkript

1 ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ İÇ ANADOLU FLORİT YATAKLARININ İZOTOP (Sr-O-C-S) JEOKİMYASI Pelin COŞANAY JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ANKARA 2017 Her hakkı saklıdır

2

3

4 ÖZET Yüksek Lisans Tezi İÇ ANADOLU FLORİT YATAKLARININ(Sr-O-C-S) İZOTOP JEOKİMYASI Pelin COŞANAY Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Halim MUTLU İç Anadolu bölgesindeki florit oluşumları İzmir-Ankara-Erzincan Kenet Zonu ile sınırlanmış olan Orta Anadolu Kristalen Karmaşığı nın bir parçası olan Kırşehir Masifi nin kuzey kesiminde yer almaktadır. Kaman, Akçakent (Kırşehir) ve Şefaatli- Cankılı (Yozgat) bölgelerindeki cevherleşmeler Üst Kretase yaşlı siyenit-nefelin siyenit ve monzonit/monzodiyoritler içerisinde kırık-çatlak dolgusu ve saçınımlar şeklindedir. Pöhrenk (Kırşehir) bölgesinde ise Eosen yaşlı kırıntılılar ve kireçtaşları içerisindeki cevherleşmeler ise boşluk doldurma-breşleşme olarak oluşmuştur. Floritlerin damar kalınlıkları değişken olup genellikle mor, yeşil ve sarı renklidirler. Floritlerin toplam NTE+Y içeriği ppm arasında değişmektedir. NTE konsantrasyonu yeşil renkli floritlerde mor ve sarı renkli floritlere göre daha yüksektir. Sıvı kapanım çalışmalarında homojenleşme sıcaklık aralığı C ve NaCl eşdeğeri tuzluluk oranları %0-20 olarak belirlenmiştir. 87 Sr/ 86 Sr oranları Kırşehir-Kaman floritlerinin magmatik kökenli bir akışkandan türediğini veya yan kayaçlardan büyük oranda Sr izotop katkısını gösterir niteliktedir. Pöhrenk floritlerinin ise radyojenik Sr ca daha fakir akışkanlardan çökeldiği belirlenmiştir. 143 Nd/ 144 Nd oranları yeşil renkli floritlerde mor renkli floritlere göre daha yüksektir. Kuvars örneklerinin δ 18 O kompozisyonları (VSMOW) arasındadır. Bu yüksek değerler üst kabuk kökenli granitik magmalardan kaynaklanmaktadır. Kalsit örneklerinin δ 13 C izotop değerleri ve (PDB), δ 18 O izotop değerleri ise 9.87 ve (VSMOW) arasındadır. Kalsit minerallerindeki karbonun denizel kökenli olduğu belirlenmiştir ve düşük δ 18 O izotop değerleri ise meteorik su ile reaksiyon sonucunda sistematik olarak azalmayı göstermektedir. Barit ve pirit örneklerinin δ 34 S izotop değerleri -2.9 ile 20.3 arasındadır. Piritler bünyesindeki kükürdün magmatik kökenli olduğu, sülfat minerallerindeki (barit) kükürt ise güncel denizel sülfatlardan kaynaklandığı belirlenmiştir. Nisan, 2017, 105 sayfa Anahtar Kelimeler: Florit, Orta Anadolu, jeokimya, radyojenik ve duraylı izotoplar, sıvı kapanım ii

5 ABSTRACT Master Thesis ISOTOPE GEOCHEMISTRY (Sr-O-C-S) OF CENTRAL ANATOLIAN FLUORİTE DEPOSITS Pelin COŞANAY Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Geology Engineering Supervisor: Prof. Dr. Halim MUTLU The Central Anatolian fluorite mineralizations are located on the northern part of Kırşehir Massif which is a part of Central Anatolian Crystalline Complex that is bordered by the İzmir-Ankara-Erzincan Suture Zone. The Kaman, Akçakent and Cankılı mineralizations are formed in association with syenite-nepheline syenite and monzonite/monzodiorite which are age of Upper Cretaceous. The Pöhrenk ore, is precipitated as space filling-breccia type within Eocene limestones and marl levels. The thickness of fluorite veins are quite variable and in these deposits fluorite occurs as a dark purple, green and yellow colored. Total REE+Y contents of fluorite mineralizations vary between ppm. NTE concentrations of green fluorites are found to be greater than those of purple and yellow ones. Fluid inclusion studies indicated a range of homogenization temperature of C and salinity range of 0 to 20 NaCl equivalent wt%. 87 Sr/ 86 Sr ratios imply that Kırşehir-Kaman fluorites are precipitated from a magmatic fluid or wall rocks significantly contributed Sr isotope input. The Pöhrenk fluorites are likely to be formed from Sr-poor fluids of marine origin. 143 Nd/ 144 Nd values of green fluorites are greater than purple ones. δ 18 O values of quartz samples are in the range of whilst those for the Akçakent mineralization is (VSMOW). These high δ 18 O values are conformable with granites from the upper crust. δ 13 C and δ 18 O values of calcites are to (VPDB) and 9.87 to (VSMOW). Carbon in calcites is probably derived from marine sources. Low oxygen values indicate a systematic decrease as a result of interaction with meteoric water. δ 34 S values of barite and pyrite samples are between and Sulfur in pyrites has a magmatic origin while sulfur in barites is derived from marine sulfates. Nisan, 2017, 105 pages Key Words: Fluorite, Central Anatolia, geochemistry, radiogenic-stable isotope, fluid inclusion. iii

6 TEŞEKKÜR Danışmanlığında yürütmüş olduğum tez çalışmalarımın her aşamasında yardımlarını esirgemeyen, tecrübe ve değerlendirmeleriyle beni sabırla yönlendiren hocam Prof. Dr. Halim MUTLU ya (Ankara Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı), tecrübe ve görüşlerini esirgemeyen Prof. Dr. Şükrü KOÇ a (Ankara Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı), arazi çalışmaları sırasında yardımlarından dolayı Araş. Gör. Ece KIRAT a, Araş. Gör. Nihal Engür ÇEVİK, Araş. Gör. Ceyda KIZILKANAT ve Hüseyin DEMİR e, sıvı kapanım incelemeleri sırasında tecrübe ve katkılarını esirgemeyen Yrd. Doç. Dr. Ayşe ORHAN (Nevşehir Hacı Bektaşi Veli Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü) ve Dr. Ebru Coşkun KAVUKÇU ya (M.T.A), büro çalışmalarıma katkılarını esirgemeyen Yük. Jeo. Müh. Fırat OLCAY a ve çalışmalarım süresince her türlü desteklerini esirgemeyen ANNEM e sonsuz teşekkür ederim. Bu tez çalışması Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü tarafından desteklenmiştir (Proje no. 14B ). Pelin COŞANAY Ankara, Nisan 2017 iv

7 İÇİNDEKİLER TEZ ONAY SAYFASI ETİK... i ÖZET... ii ABSTRACT... iii TEŞEKKÜR... iv SİMGELER DİZİNİ... vii ŞEKİLLER DİZİNİ... viii ÇİZELGELER DİZİNİ... xii 1. GİRİŞ Çalışma Alanın Tanıtılması Çalışma alanı Çalışma alanındaki yerleşim yerleri ve morfolojisi Çalışmanın Amacı ve Kapsam Çalışma Yöntemleri Arazi Çalışmaları Laboratuvar Çalışmaları Kimyasal Analiz Çalışmaları Mineralojik-Petrografik Çalışmalar Radyojenik ve Duraylı İzotop Çalışmaları Sıvı Kapanım Çalışmaları Büro Çalışmaları Önceki Çalışmalar BÖLGESEL JEOLOJİ FLUORİT CEVHERLEŞMELERİ Arazi Gözlemleri ve Makroskobik İncelemeler Bayındır Florit cevherleşmesi Yeniyapan Florit cevherleşmesi İsahocalı Florit cevherleşmesi Alişar Florit cevherleşmesi Akçakent Florit cevherleşmesi Pöhrenk Florit cevherleşmesi v

8 3.1.7 Cankılı Florit cevherleşmesi Cevherleşme Mineralojisi JEOKİMYA NTE Jeokimyası Yan kayaç jeokimyası Bayındır cevherleşmesi alanı Yeniyapan cevherleşme alanı İsahocalı cevherleşme alanı Alişar cevherleşme alanı Akçakent cevherleşme alanı Pöhrenk cevherleşme alanı Cankılı cevherleşme alanı Floritlerin renklerine göre NTE değişimleri Mor renkli floritler Yeşil renkli floritler Sarı renkli floritler XRD Sonuçları Nd-Sr İzotop Jeokimyası Duraylı İzotop Jeokimyası Oksijen izotop sonuçları Karbon ve oksijen izotop analiz sonuçları Kükürt izotop sonuçları SIVI KAPANIM ÇALIŞMALARI Bayındır Cevherleşmesi Yeniyapan Cevherleşmesi İsahocalı Cevherleşmesi Alişar Cevherleşmesi Akçakent Cevherleşmesi Cankılı Cevherleşmesi Pöhrenk Cevherleşmesi SONUÇLAR KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ vi

9 SİMGELER DİZİNİ OAKK NTE ANTE HNTE LILE ICP-MS XRD Th Te Tm-ice My VSMOW VCDT VPDB Ppm Orta Anadolu Kristalen Kompleksi Nadir toprak elementleri Ağır nadir toprak elementleri Hafif nadir toprak elementleri Geniş iyonlu litofil elementler Inductively Coupled Plasma emission Mass Spectrometry X-Ray Diffraction Homojenleşme sıcaklığı Ötektik sıcaklık Son buz ergime sıcaklığı Milyon yıl Standart Mean Ocean Water Vienna Canyon Diablo Troilite Vienna Pee Dee Belemnite Parts per million vii

10 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 1.1 Çalışma alanı yer bulduru haritası... 1 Şekil 2.1 Orta Anadolu Kristalen Karmaşığının jeoloji haritası ve florit damar lokasyonları (Kadıoğlu ve Güleç 1999 dan değiştirilerek) Şekil 2.2 Orta Anadolu Bölgesi nin genelleştirilmiş kolon kesiti Şekil 2.3 Bayındır-Yeniyapan-İsahocalı-Alişar bölgesi jeoloji haritası ve florit damar lokasyonları Şekil 2.4 Çiçekdağ bölgesi jeoloji haritası ve florit damar lokasyonları Şekil 2.5 Pöhrenk bölgesi jeoloji haritası ve florit damar lokasyonaları Şekil 2.6 Cankılı (Şefaatli)-Yerköy bölgesi jeoloji haritası Şekil 3.1 a) Bayındır florit cevherleşme sahası genel görünümü b) Bayındır bölgesi florit damarlarının yerleşimi, kaolenleşme ve yan kayaç görünümü c) Florit damarı ve yan kayaç görünümü (siyenit) d) Mor ve yeşil renkli florit kristal birlikteliği Şekil 3.2 Yeniyapan cevherleşmesindeki florit damar yerleşimi ve kuvars Şekil 3.3 a) İsahocalı floritlerinin ince damarlar şeklinde görünümü b) Kübik şekilli floritler Şekil 3.4 a) Alişar cevherleşmesinde görülen saçınımlı mor renkli floritler b) Florit damarı ve pirit oluşumları Şekil 3.5 a)erime boşluklarında mercek şekilli florit oluşumu b)kireçtaşı seviyelerinde enjekte olmuş florit oluşumları c)iri kristalli bal rengi ve sarı renkli florit oluşumları d)karstik boşluklarda barit oluşumları Şekil 3.6 Siyenitlerdeki ortoklaz minerallerinde gözlenen killeşmeler. Or: Ortoklaz (a: Paralel Nikol, b: Çapraz Nikol, Büyütme:; x 40) Şekil 3.7 Bayındır bölgesi ana kayacı ince damarlar halinde kesen florit oluşumları. (Ku; Kuvars, F; Florit Damarı (a: Paralel Nikol Görüntüsü, b: Çapraz Nikol Görüntüsü, Büyütme:; x 40) Şekil 3.8 Siyenitlerdeki tarak dokulu kuvars mineralleri ve florit oluşumları. (Ku; Kuvars, F; Florit (a: Paralel nikol, b: Çapraz Nikol, Büyütme: x 40) viii

11 Şekil 3.9 Bayındır bölgesi floritlerinde gözlenen mor renkli zonlanmalar. (Ku; Kuvars, F; Florit (a: Paralel nikol, b: Çapraz Nikol, Büyütme: x 40) Şekil 3.10 Nefelin siyenitlerde nefelin kristalleri ve pertitleşmeler. Nf; Nefelin (a: Paralel nikol, b: Çapraz Nikol, Büyütme: x 40) Şekil 3.11 Siyenitlerde pertitleşmiş ve serisitleşmiş ortoklas ve biyotit mineralleri. Or: Ortoklaz, Bio: Biyotit, Opk: Opak mineral (a: Paralel nikol, b: Çapraz Nikol, Büyütme: x 40) Şekil 3.12 Florit minerallerinde dilinimler ve çatlaklar içerisinde silisleşmeler. (a: Paralel nikol, b: Çapraz Nikol, Büyütme: x 40) Şekil 3.13 Özşekilsiz, dalgalı sönme gösteren kuvars kristalleri. (a: Paralel nikol, b: Çapraz Nikol, Büyütme: x 40) Şekil 3.14 Killeşmiş ve silisleşmiş seviye ile floritlerin ince kesit görünümü. (a: Paralel nikol, b: Çapraz Nikol, Büyütme: x 40) Şekil 3.15 Cankılı monzonitinde gözlenen monzonitik doku. Or: ortoklaz, plj: plajiyoklaz, ku: kuvars, bio: biyotit, amf: amfibol (a: Paralel nikol, b: Çapraz Nikol, Büyütme: x 40) Şekil 4.1 Orta Anadolu floritlerine ait Tb/La-Tb/Ca diyagramı Şekil 4.2 Çalışma alanı floritlerinin La/Ho-Y/Ho diyagramı Şekil 4.3 Yan kayaç örneklerinin SiO 2 -Na 2 O+K 2 O diyagramında sınıflandırılması (Cox vd., 1979) (Sürekli çizgi alkali alan ile subalkali alan sınırıdır) Şekil 4.4 Yan kayaçların kondrite göre normalize edilmiş NTE diyagramı Şekil 4.5 Bayındır cevherleşmesi yeşil ve mor renkli florit örneklerinin kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramı Şekil 4.6 Yeniyapan cevherleşmesi mor ve yeşil renkli florit örneklerinin kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramı Şekil 4.7 İsahocalı cevherleşmesi kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramı.. 49 Şekil 4.8 Alişar cevherleşmesi mor renkli florit örneklerinin kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramı Şekil 4.9 Akçakent cevherleşmesi mor ve yeşil renkli floritlerinin kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramı ix

12 Şekil 4.10 Pöhrenk floritlerinin kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramı Şekil 4.11 Cankılı yeşil renkli floritinin kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramı Şekil 4.12 Mor renkli floritlerin kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramı Şekil 4.13 Yeşil renkli floritlerin kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramı Şekil 4.14 Sarı renkli floritlerin kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramı Şekil 4.15 Yan kayaçlarda bulunan muskovit mineralinin XRD diyagramı görünümü Şekil 4.16 Florit mineralinin XRD diyagramındaki görünümü Şekil 4.17 Kaolinit mineralinin XRD diyagramındaki görünümü Şekil 4.18 Barit mineralinin XRD diyagramındaki görünümü Şekil 4.19 Çalışma alanından elde edilen kalsit, ana kaya ve floritlerde Sr konsantrasyonu (ppm) ve 87 Sr/ 86 Sr izotop oranları Şekil 4.20 Bayındır floritlerinin 87 Sr/ 86 Sr ve 143 Nd/ 144 Nd izotop oranları Şekil 4.21 Bayındır floritlerinin Nd (ppm) ve 143 Nd/ 144 Nd izotop oranları Şekil 4.22 Orta Anadolu intrüzifleri (İlbeyli, 2004) ve Bayındır floritlerinin 87 Sr/ 86 Sr ve 143 Nd/ 144 Nd izotop oranları Şekil 4.23 Çeşitli kayaçlarda ve İç Anadolu florit yataklarındaki kuvars minerallerinde δ 18 O izotop değerleri (VSMOW) (Hoefs, 1987) Şekil 4.24 İç Anadolu florit yataklarındaki kalsit minerallerine ait δ 13 C izotop değerleri (VPDB) (Rollinson, 1993) Şekil 4.25 İç Anadolu florit yataklarındaki sülfat minerallerine ait δ 34 S izotop değerleri (VCDT) (Hoefs, 1987; Rollinson, 1993) Şekil 5.1 a) Birincil-iki fazlı (L+V) sıvı kapanımlar (necking down yapısı) b) Birincil-iki fazlı kapanımlar c) Birincil-iki fazlı (L+V) sıvı kapanım d) Birincil ve yalancı ikincil-iki fazlı (L+V) sıvı kapanımlar e) Birincil-iki fazlı sıvı kapanım (L+V)) (L:sıvı, V:gaz) Şekil 5.2 a)bayınıdır floritlerinin homojenleşme sıcaklık aralığını gösteren histogram b)bayındır floritleri tuzluluk değerlerini gösteren histogram Şekil 5.3 a,b) Birincil-iki fazlı (L+V) sıvı kapanımlar kapanımlar (L; sıvı, V: gaz). 74 x

13 Şekil 5.4 a)yeniyapan floritlerinin homojenleşme sıcaklık aralığını gösteren histogram b)yeniyapan floritlerinin tuzluluk değerlerini gösteren histogram Şekil 5.5 a)isahocalı floritlerinin homojenleşme sıcaklık aralığını gösteren histogram b)isahocalı floritleri tuzluluk değerlerini gösteren histogram Şekil 5.6 a-b) Birincil-iki fazlı sıvı kapanımlar (L+V) (L: sıvı, V: gaz) Şekil 5.7. a)alişar floritlerinin homojenleşme sıcaklık aralığını gösteren histogram b)alişar floritlerinin tuzluluk değerlerini gösteren histogram Şekil 5.8 a) Birincil-iki fazlı (L+V) sıvı kapanım b) Yalancı ikincil ve birincil-iki fazlı fazlı (L+V) sıvı kapanımlar c) Yalancı ikincil-iki fazlı (L+V) sıvı kapanımlar d)tek fazlı sıvı kapanımlar (L: sıvı, V: gaz) Şekil 5.9 a)akçakent floritlerinin homojenleşme sıcaklık aralığını gösteren histogram b)akçakent floritlerinin tuzluluk değerlerini gösteren histogram Şekil 5.10 a) Birincil-iki fazlı (L+V) sıvı kapanım b) Birincil-iki fazlı (L+V) sıvı kapanımlar c) Birincil- iki fazlı (L+V) ve tek fazlı sıvı kapanımlar d) Yalancı ikincil-iki fazlı sıvı kapanımlar (L+V) (L: sıvı, V: gaz) Şekil 5.11 a)cankılı floritlerinin homojenleşme sıcaklık aralığını gösteren histogram b) Cankılı floritlerinin tuzluluk değerlerini gösteren histogram Şekil 5.12 a-b) Birincil-iki fazlı (L+V) sıvı kapanım c-d) Birincil-iki fazlı (L+V) sıvı kapanımlar e) Tek fazlı kapanımlar f) Yalancı ikincil-iki fazlı ve tek fazlı sıvı kapanımlar (L: sıvı, V: gaz) Şekil 5.13 a)pöhrenk floritlerinin homojenleşme sıcaklık aralığını gösteren histogram b)pöhrenk floritlerinin tuzluluk değerlerini gösteren histogram xi

14 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 3.1 Çalışma alanından derlenen örneklerin litololojik tanımlamaları ve koordinatları Çizelge 4.1 Yan kayaç örneklerine ait ana element içerikleri Çizelge 4.2 Yan kayaçlarda NTE içeriği Çizelge 4.3 Floritlerin Nadir Toprak Elementi İçerikleri Çizelge 4.4 Ana kayaç, Orta Anadolu floritleri ve intrüziflerinin 87Sr/86Sr ve 143Nd/144Nd izotop oranları ve Sr-Nd konsantrasyonları (ppm) Çizelge 4.5 Oksijen izotop analiz sonuçları ( VSMOW) Çizelge 4.6 Karbonatların karbon ve oksijen izotop analiz sonuçları ( ) Çizelge 4.7 Kükürt izotop analiz sonuçları ( ) Çizelge 5.1 Bayındır floritleri sıvı kapanım sonuçları (p: birincil, ps: yalancı ikincil) Çizelge 5.2 Yeniyapan floritleri sıvı kapanım sonuçları (p: birincil, ps: yalancı ikincil) Çizelge 5.3 İsahocalı floritleri sıvı kapanım sonuçları (p: birincil) Çizelge 5.4 Alişar floritleri sıvı kapanım sonuçları (p: birincil) Çizelge 5.5 Akçakent floritleri sıvı kapanım sonuçları (p: birincil, s: ikincil, ps: yalancı ikincil) Çizelge 5.6 Cankılı floritleri sıvı kapanım sonuçları (p: birincil, s: ikincil, ps: yalancı ikincil) Çizelge 5.7 Pöhrenk floritleri sıvı kapanım sonuçları (p: birincil, s: ikincil, ps: yalancı ikincil) xii

15 1. GİRİŞ Bu çalışma Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı nda yüksek lisans tezi olarak hazırlanmıştır. 1.1 Çalışma Alanın Tanıtılması Çalışma alanı Çalışma alanı Kırşehir ili Kaman ilçesine bağlı Bayındır, Yeniyapan, İsahocalı; Akpınar ilçesine bağlı Alişar; Çiçekdağ ilçesine bağlı Pöhrenk; Akçakent ile Yozgat ili Şefaatli ilçesine bağlı Cankılı köylerindeki 7 farklı florit damarının yer aldığı toplam 1400 km 2 lik bir alan içerisinden örnekler derlenerek çalışma gerçekleştirilmiştir (Şekil 1). Bölge Kırşehir J31-b1 ve b2, J32-a1 ve b2, Kırşehir I32-d1 ve Yozgat I33-d3 paftalarında yer almaktadır. Şekil 1.1 Çalışma alanı yer bulduru haritası 1

16 1.1.2 Çalışma alanındaki yerleşim yerleri ve morfolojisi Çalışma alanı Ankara nın yaklaşık 140 km güneydoğusunda yer alır. Bu alan Kırşehir Masifi nin (Ketin 1963) kuzey bölümüne düşmekte olup, Bayındır, Yeniyapan, İsahocalı ve Alişar florit yatakları Kırşehir il merkezinin kuzey batısında yaklaşık 55 km mesafede yer almaktadır. Bayındır florit yatağı Bayındır Köyü nün yaklaşık 2 km batısında; Yeniyapan yatağı ise Bayındır a yaklaşık 400 m mesafededir. İsahocalı florit yatağı ise İsahocalı Köyü nün kuzeybatısında yaklaşık 1,5 km mesafede bulunmaktadır. Alişar florit cevherleşmesi ise Buzlukdağ çevresinde olup Bayındır, Yeniyapan ve İsahocalı köylerinin yaklaşık 20 km batısındadır. Kırşehir in kuzey doğusunda yer alan Akçakent cevherleşmesi ise Akçakent köyüne 6 km mesafededir. Pöhrenk cevherleşme alanı Kaman (Kırşehir) merkezinin yaklaşık 65 km doğusunda yer alır. Alana ulaşım Kırşehir-Yozgat yolu ile sağlanmaktadır. Yozgat ili Şefaatli ilçesine bağlı Cankılı köyü civarındaki florit ocağı ise Delice Irmağı kenarında, köye 6 km uzaklıkta yer almaktadır (Şekil 1.1). İnceleme alanında Buzluk Dağı, Barana Dağı (1706 m), Cefalık Dağı (1355 m), Kortun Dağı (1322 m) gibi önemli yükseltiler bulunmaktadır. 1.2 Çalışmanın Amacı ve Kapsam Ülkemizdeki florit yatakları yoğun olarak İç Anadolu Bölgesi nde Kırşehir, Yozgat, Sivas ve Eskişehir yörelerinde bulunmaktadır. Kırşehir ve Yozgat floritleri Üst Kretase yaşlı asidik kayaçlara bağlı olarak gelişmiş hidrotermal damar tipinde, Pöhrenk floritbarit yatağı Eosen yaşlı sedimanter birimler içerisinde boşluk dolgusu, breş veya damar şeklinde, Eskişehir-Sivrihisar civarında bulunan yatak ise asidik volkanizma ve karbonatitlere bağlı olarak gelişmiş hidrotermal damar tipi cevherleşme özelliğini yansıtmaktadır (Gültekin vd. 2003). 2

17 İç Anadolu Bölgesi florit cevherleşmeleri önceki yıllarda ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir. Bu çalışmalarda söz konusu florit cevherleşmelerinin petrografik incelemeleri, majör ve iz element bollukları (NTE bollukları dahil olmak üzere), sıvı kapanım karakteristikleri (termometrik özellikleri ve tuzluluk değerleri) incelenmiştir. Önceki çalışmalardan farklı olarak bu çalışmanın amacı söz konusu yataklardaki cevher, yan kayaç ve ikincil oluşumlardan elde edilecek radyojenik (Sr) ve duraylı (O - C - S) izotop verileri ışığında cevher çökelten akışkanların kökeni, jeokimyasal ve termometrik verilerin karşılaştırılması suretiyle oluşum özelliklerini ve sıcaklığını ortaya koymaktır. Hidrotermal oluşumların kökenlerinin belirlenmesinde radyojenik izotop analizlerinin tercih edilmesi, ikincil süreçlerden etkilenen iz element bolluklarına göre daha güvenilir sonuçlar vermektedir. Hidrotermal süreçler boyunca Sr gibi yüksek atom numarasına sahip elementler immobil davranış sergilerler ve büyük ölçüde kütle ayrımlaşmasına uğramamaları nedeniyle akışkandan çökelen minerallerin ilişkili oldukları yan taşların izotop bileşimini belirlemede oldukça önemli bir parametredir (Rollinson 1993, Bau vd. 2003). 1.3 Çalışma Yöntemleri Tez çalışmaları arazi, laboratuvar ve büro çalışmaları olmak üzere 3 aşamada yürütülmüştür Arazi çalışmaları Arazi çalışmaları 2015 yılında üç aşamada yapılmıştır. Haziran, Temmuz ve Ağustos aylarında gerçekleştirilen arazi çalışmalarında Kırşehir; Kaman, Pöhrenk ve Akçakent ile Yozgat; Şefaatli-Cankılı çevresinde 7 farklı florit yatağından yan kayaç, florit, silika, karbonat, sülfat minerallerinden sistematik olarak örnekler toplanmıştır. Bu alandaki mostralardan elden edilen örneklerin litoloji tanımlamaları ve mostra fotoğraflamaları yapılmış, örnek lokasyonları GPS yardımıyla koordinatlandırılmıştır. 3

18 1.3.2 Laboratuvar çalışmaları Laboratuvar çalışmaları kimyasal analiz çalışmaları, mineralojik-petrografik çalışmalar, sıvı kapanım çalışmaları, radyojenik ve duraylı izotop çalışmaları şeklinde yürütülmüştür Kimyasal analiz çalışmaları Çalışma alanında mostra veren birimlerden ve florit damarlarından alınan örneklerden alterasyonlu bölümler binoküler mikroskop altında ayıklanarak, renk değişimlerine göre daha küçük boyutlara ayrılmış ve zenginleştirilmiştir. Florit damarlarından toplanan örneklerde toz haline getirilen örnekler yaklaşık 20g olacak şekilde hazırlanarak kimyasal analiz çalışmaları için hazır hale getirilmiştir. Ankara Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü Mineraloji Petrografi İnce Kesit, Kırma Öğütme laboratuvarında toz haline getirilen örnekler ACME (Kanada) Laboratuvarına gönderilmiştir. NTE analizi ICP-MS (Inductively Coupled Plazma Mass Spectrometry) yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kimyasal analizlerde majör oksitlerden SiO 2, TiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O, MnO, MgO, CaO, Na 2 O, K 2 O, P 2 O 5, ateş kaybı (L.O.I.) ; iz elementlerden V, Ni, Co, Cu, Zn, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Cs, Ba, Hf, Ta, Pb, Th, U, Be, Sn, As, W, Mo, Gd, Sb, Bi, Ag, Au, Hg, Tl, Sc ve nadir toprak element (La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) içerikleri saptanmıştır. Major oksitler için dedeksiyon limiti %0.01 dir. İz elementler için ölçüm sınırları 0.01 ppm ile 1 ppm arasında değişmektedir Mineralojik-petrografik çalışmalar Ankara Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü laboratuvarlarında araziden toplanmış yan kayaç ve cevher minerali örneklerinden yaptırılan ince kesitler LEICA DMLP model polarizan mikroskop altında incelenmiştir. İncelemeler neticesinde minerallerin önemli dokusal ve yapısal özelliklerinin fotomikrografları çekilmiştir. XRD 4

19 tanımlamaları için seçilen 18 adet örneğin analizleri M.T.A. Genel Müdürlüğü laboratuvarlarında yaptırılmıştır Radyojenik ve duraylı izotop çalışmaları İzotoplar, atom çekirdeklerinde eşit sayıda proton ve farklı sayıda nötron içeren elementlerdir. Bu nedenle izotopların sadece kütleleri farklıdır ve birbirlerine benzer kimyasal özelliklere sahiptirler. İzotoplar, radyojenik (duraysız) ve duraylı izotoplar olarak ikiye ayrılırlar. Radyojenik izotoplar (zaman bağımlı olarak) yarılanma ömrü denen belirli bir zaman dilimi içerisinde radyoaktif bozunmalarla başka bir elementin bir izotopu haline dönüşebilirler. Duraylı izotoplar ise zamanla başka izotoplara dönüşmezler. Duraylı izotoplar zamana bağlı olarak değişime uğramadıklarından, herhangi bir jeolojik olayın gelişiminde yol göstericidirler. İzotop değişimi, farklı kimyasal bileşikler arasında değişiklik olmadan, sadece farklı elementlerin izotoplarının karşılıklı olarak yer değiştirdiği olayları içerir (Hoefs 1973). Stronsiyum ve Neodimyum izotop jeokimyası deneyleri, ODTÜ Merkez Laboratuvarı nda Köksal ve Göncüoğlu (2008) de ayrıntıları verilen deney metodlarına göre yapılmıştır. Bu metod, magmatik kayaçlar için 100μg/g ve üzerinde Sr elementi içeren örneklerde uygulanmaktadır. Bu tanıma uygun numune HCl asitle çözdürülür ve Sr elementi zenginleştirilir. Numune teflon kolonlarda 2 ml hacminde Bio Rad AG50 W-X8, mesh reçine kullanılarak iyon kromatografisi yöntemine tabi tutulur. Numunenin ısıtılmasıyla iyonlaşan farklı izotoplar faraday kaplarına ulaşır. 87 Sr/ 86 Sr verileri 86 Sr/ 88 Sr=0,1194 e normalize edilir. Ölçümler sırasında NBS 987 Sr izotop standardı ölçülür. Analitik belirsizlikler 2 sigma düzeyinde verilir. Sr SRM987 standardı 0,710250±10 (n=90) ortalama değerini vermektedir. Neodimyum elementi, diğer nadir toprak elementlerinden 0.22 N HCl asit kullanılarak, teflon kolonlarda, 2 ml hacimde HDEHP (bis-ethyexyl fosfat) kaplı biobeads -Bio Radreçineden geçirilerek ayrılmıştır. Ayrılan neodimyum, 0,005 N H 3 PO 4 ile birlikte Refilamente yüklenmiş, çift filament tekniği kullanılarak statik modda ölçülmüştür. 5

20 Analizler sırasında, 143 Nd/ 144 Nd verileri 146 Nd/ 144 Nd = 0,7219 ile normalize edilmiş, Nd LaJolla standardı ise 0,511846±4 (n=2) olarak ölçülmüştür. δ 18 O, δ 13 C, δ 34 S analizleri için ayıklanan silika, kalsit ve sülfat minerallerinde duraylı izotop analizleri Yeni Zelanda GNS Science Laboratuvarında yaptırılmıştır. Silikatlarda duraylı izotop analizleri için (0.1 hassasiyetle) lazer fluorinizasyon yöntemi kullanılmıştır. Karbonatlar (δ 13 C ve δ 18 O için 0.3 ve 0.1 hassasiyetle), kükürt mineralleri için ise (0.3 hassasiyetle) AquaPrep ile birleştirilmiş GVI İzoprime kütle spektrometresi kullanılmıştır Sıvı kapanım çalışmaları Sıvı kapanım analizleri için seçilen minerallerin belirli bir kristal boyutunun üzerinde, şeffaf, açık renkli ve optik gözlemlere uygun olması gerekmektedir. Bu tanıma en uygun mineral türlerinden biri de floritlerdir. 7 ayrı zuhurun mikrotermometrik özelliklerini belirlemek için florit damarlarından toplanan örneklerde sıvı kapanım çalışmaları Ankara Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü Sıvı Kapanım Laboratuvarında yapılmıştır. Cevher damarlarından örneklenen florit mineralleri sıvı kapanım çalışmaları için hazır hale getirilmiştir. 0.5 mm kalınlığında, iki tarafı parlatılmış 19 adet ince kesit örneğinde ölçüme uygun sıvı kapanımlar belirlenmiş ve uygun boyutta çiplere ayrılarak 50X objektife sahip LEICA DMLP marka polarizan mikroskoba monte edilerek Linkam THMSG-600 model ısıtmasoğutma tabla düzeneğinde ölçümler yapılmıştır. Tabla düzeneği programlanabilen bir arayüze bağlıdır. Faz değişimlerinin gözlenebilmesi amacıyla düzeneğe bağlı bulunan PixeLink PL-A662 kamera sistemi devreye alınarak çiplerde bulunan birincil, ikincil ve yalancı ikincil-iki fazlı (L(sıvı)+V(gaz)) kapanımların fotoğrafları çekilmiştir. İki fazlı kapanımlarda ısıtma evresinde homojenleşme sıcaklıkları (Th), soğutma evresinde ise sıvı azot sistemi devreye alınıp faz değişimleri belirlenerek ilk buz ergime (ötektik sıcaklık-te) ve son buz ergime sıcaklıları (Tm-ice) belirlenmiştir. 6

21 Bayındır, Yeniyapan, İsahocalı, Alişar, Akçakent, Pöhrenk ve Cankılı floritlerinde ve kuvarslarda yapılmış olan 18 adet ölçüme ait elde edilen veriler histogramlar ile değerlendirilmiştir Büro çalışmaları Arazi ve laboratuvar çalışmalarından elde edilen veriler büro çalışmaları süresince irdelenerek yorumlanmıştır. Gerekli bilgisayar programları kullanılarak 7 farklı bölgenin jeoloji harita çizimleri revize edilmiştir. Analiz sonuçlarından elde edilen veriler yardımıyla çalışmanın amacına ulaşılmaya çalışılmıştır. 1.4 Önceki Çalışmalar Zeschke (1953, 1954), Kırşehir-Kaman bölgesi florit yataklarının karakteristik özelliklerini incelediği çalışmada, florit damarlarının yan kayacının siyenit ve alkali siyenit bileşiminde olduğunu belirlemiştir. Mevcut damar sisteminde floritler mor, yeşil renkli veya renksiz kübik kristaller şeklinde, kuvarslı getirimlerle birlikte bazen de breşoid karakterli olarak tespit edilmiştir. Florit damarlarını siyenitik kayaçlarla ilişkilendirmiş ve epijenetik kökenli olduğunu belirlemiştir. Mobil HF çözeltisinin siyenitten kopardığı parçaların içinde bulunan minerallerin kalsiyumu ile birleşerek floritlerin meydana geldiğini ileri sürmüştür. Yaman (1984), Bayındır (Kaman) florit damarlarının Kırşehir Masifi nin metamorfik temelini kesen Üst Paleosen yaşlı siyenit ve gabro karakterli intrüzyonlar içerisinde yer aldığını belirlemiştir. Floritlerin KD-GB doğrultulu fay sistemi boyunca kırık ve çatlak sistemleri içerisinde damar dolgusu şeklinde yerleştiğini, damarların kalınlıklarının değiştiğini, breşik ve bantlı yapılı mor, yeşil, beyaz ve sarı renkte olduğunu belirtmiştir. Florit örneklerinin NTE bileşimlerini ortalama 8-89 ppm arasında belirlemişlerdir. Tb/La ve Tb/Ca oranlarına göre yeşil floritlerin hidrotermal kökenli, sarı floritlerin sedimanter kökenli olduğunu ortaya koymuştur. Sonuç olarak yeşil ve sarı renkli 7

22 floritlerin NTE dağılımlarına ve sıvı kapanım verilerine bağlı olarak aynı koşullarda oluşmadıklarını belirlemişlerdir. Yaman (1985), Orta Anadolu Kristalen Masifi içerisinde yer alan Akçakent (Çiçekdağı- Kırşehir) florit yatağında yapılan petrografik ve jeokimyasal çalışmalar sonucunda cevherleşmenin Paleosen yaşlı siyenit ve gabrolardan oluşan bir temel içerisinde kırık hatları boyunca izlendiğini ve damar tipi hidrotermal kökenli olduğunu ileri sürmüştür. Masif ve breşik yapıda yeşil renkli floritlerde yapılan sıvı kapanım çalışmaları sonucunda C arasında homojenleşme sıcaklığı ve %0-9 NaCl eşdeğeri tuzluluk oranları belirlenmiştir. Bayhan (1988), Kırşehir Masifi içerisinde yer alan Bayındır-Akpınar (Kaman) yöresinde yüzeylenen alkali kayaçların kökenlerini araştırmışlardır. İnceleme alanındaki alkali kayaçların siyenitoyidler ve volkanitler şeklinde dizilim gösterdiğini, floritin tüm kayaç grupları içerisinde gözlendiğini özellikle feldispatoyidli siyenitlerde zenginleşme gösterdiğini savunmuşlardır. Kayaç gruplarının farklı seviyelerdeki kabuksal malzemenin ergimesiyle oluşan değişik magmalardan türediğini ortaya koymuşlardır. Koç ve Özmen (2000) ve Koç vd. (2007), Kaman (Kırşehir); Bayındır, Yeniyapan, İsahocalı, Alişar ve Eşrefli florit oluşumlarının nefelin siyenit ve siyenitler içerisinde yer aldığını belirlemişlerdir. Cevherin kırık ve çatlak dolgusu veya yan kayaç içerisinde saçınımlar şeklinde yataklandığını tespit etmişlerdir. Çalışma alanından toplanan örnekler üzerinde yapılan sıvı kapanım çalışmalarında, cevherin homojenleşme sıcaklığının C aralığında değiştiğini ve hidrotermal kökenli (epitermalmezotermal) olduğunu belirlemişlerdir. Magmatik akışkanların meteorik akışkanlarla karıştığını savunmuşlardır. Florit örneklerinin kondrite normalleştirilmiş NTE diyagramlarında Alişar floritlerinin söz konusu diğer bölgelere göre hafif nadir toprak elementlerince (HNTE) kat daha fazla zenginleştiğini ve buna göre cevherleşmelerin aynı zaman diliminde fakat özellikleri değişken akışkanlardan oluştuğunu belirlemişlerdir (Koç vd. 2007). Negatif Ce ve pozitif Eu anomalileri tespit etmişler ve sonuç olarak hidrotermal akışkanın oksijen fugasitesinin yüksek olduğunu ileri sürmüşlerdir. 8

23 İlbeyli vd. (2004), Orta Anadolu Kristalen Kompleksi içerisindeki kıta-ada yayı çarpışmasıyla ilişkili benzer yaşlı intrüzif kayaçları jeokimyasal özelliklerine göre i)kalk-alkalen (Behrekdağ, Cefalıkdağ ve Çelebi, ii)subalkalen (Baranadağ) ve iii)alkalen (Hamit) olmak üzere üç gruba ayırmışlardır. İntrüzif kayaçların LILE ve HNTE ce zenginleşme, yüksek 87 Sr/ 86 Sr ve düşük 143 Nd/ 144 Nd oranları gösterdiklerini ve bu sonuçlara göre plütonların yitim malzemesi içeren bir manto kaynağından türediklerini ileri sürmüşlerdir. Genç (2006), Eosen yaşlı kireçtaşları ile kırıntılı tortullar içerisinde oluşmuş Pöhrenk florit-barit cevherleşmesinin boşluk dolgusu, breş ve damar tipinde yataklandığını ortaya koymuştur. Paleokarst ve Mississippi Vadi Tipi yaltaklanma özelliği gösteren cevherleşmede sıvı kapanım çalışmaları sonucunda cevherleşmeyi oluşturan akışkanın homojenleşme sıcaklığı C arasında belirlemiştir. Bu kapanımların tuzlulukları ise %NaCl eşdeğeri olarak belirlenmiştir. Sıvı kapanımlarda yürütülen duraylı izotop analizleri ile cevher oluşturan akışkanların formasyon suları oldukları ve yan kayaçlarla etkileşimleri sonucunda ise mevcut bileşimlerini kazandıklarını savunmuştur. Uras (2007) nin aynı bölgede yürüttüğü çalışmada yatağa ait sıvı kapanım ve jeokimyasal analizler ile benzer sonuçları elde etmiştir. Sıvı kapanım verileri floritlerin yüksek sıcaklık ve yüksek tuzluluk (Th: C ve %1-24,08 NaCl eşdeğer tuzluluk) içeren bir ortamda oluştuğunu göstermektedir. Floritlerin NTE bolluklarını göz önünde bulundurarak mineralleşmenin karbonatlı bir getirimden kaynaklandığını vurgulamıştır. Boztuğ ve Arehart (2007), Orta Anadolu da ki Geç Kretase granitoyid kayaçlarının Neotetis in kapanmasıyla gelişen çarpışma süreçleri sonucunda türemiş S-I-A tipi plütonlardan oluştuğunu belirlemişlerdir. Bu plütonlardan elde edilen tüm kayaçlarda sülfür ve kuvars/feldspatlarda oksijen izotop verileri sonucunda granitoyidlerin kökeninde kabuksal katkıların önemli ölçüde bulunduğunu belirlemişlerdir. Köksal ve Göncüoğlu (2008), Orta Anadolu da bazı S-I ve A-tipi granitiyodlerin tüm kayaç Sr-Nd izotop ve jeokimyasal verilerini, petrografi verilerine dayandırarak gerçekleştirdikleri çalışmada; I-tipi Orta Anadolu granitoyidleri ( 87 Sr/ 86 Sr= ; ϵnd -5.4 ve -7.9) ve A-tipi Çamsarı granitoyidinin ( 87 Sr/ 86 Sr=0.7082; ϵnd=-7.1) 9

24 benzer izotop oranlarına sahip olduğunu belirlemişlerdir. S-tipi Orta Anadolu Granitoyidlerinin I ve A tipi granitoyidlerden daha radyojenik Sr izotop oranlarına ( 87 Sr/ 86 Sr= ) ve düşük ϵnd (-9.12 ve -9.7) değerlerine sahip olduğunu ortaya koymuşlardır. I ve A-tipi magmatik birliklerin S tipi granitiyodlere göre daha genç olduğunu belirlemişlerdir. S-tipi granitoyidlerden I ve A-tipi magmatiklere doğru artan Sr izotop ve ϵnd değerlerininin farklı kaynaklardan türediğini savunarak, manto ve kıtasal kaynakların zamanla izotopik olarak karışması ile ilişkili olduğunu ileri sürmüşlerdir. Boztuğ vd. (2009), Orta-Geç Kretase yaşlı Orta Anadolu granitoyidlerinin suprasubduction zon tipi Orta Anadolu ofiyolitlerine ve OAKK nın orta-yüksek dereceli metasedimanter kayaçlarına sokulum yaptıklarını ve Geç Paleosen-Erken/Orta Eosen sedimanları tarafından üzerlendiklerini belirtmişlerdir. Bunları tek zirkon 207 Pb/ 206 Pb evaporasyon yaşlarına göre üç gruba (i-senomaniyen-turoniyen (ağırlık ortalama yaşı: 94,9±3.4 My. ii-turoniyen-santoniyen ( My.) ve iii) Kampaniyen ( My.) ayrıldıklarını belirlemişlerdir. İlbeyli vd. (2009), Orta Anadolu Kristalen kompleksi içerisinde yer alan Geç Kretase magmatizması ile üretilen, bileşimleri monzodiyoritten granodiyorite kadar değişen tüm kaya örneklerinde oksijen izotop verilerini araştırmışlardır. δ 18 O izotop oranlarını 6,5 ve14,8 arasında belirlemişlerdir. İlksel 87 Sr/ 86 Sr ve 143 Nd/ 144 Nd oranları ve δ 18 O diyagramlarına göre intrüzif kayaçların dalma-batma ile değişikliğe uğrayan mantodan türemiş olduğunu ayrıca fraksiyonel kristalleşme ve kabuksal kirlenme geçirdiğini savunmuşlardır. Kadıoğlu ve Deniz (2015), silikaca doygun olmayan alkalen magmatizma ile ilişkili florit oluşumlarının NTE içeriklerinin daha yüksek olduğunu belirlemişlerdir. Mor ve yeşil renkli floritlerin Sr izotop oranlarının sırasıyla 0, ,70218 ve 0, ,69517 arasında değiştiğini ortaya koymuşlardır. Floritlerin Sr izotop verilerine göre çökelme şartlarının mineralizasyonun farklı evreleri boyunca değişmediğini ve radyojenik Sr içeriğinin mor renkli floritlerde yeşil renkli floritlere göre daha yüksek olduğunu savunmuşlardır. 10

25 2. BÖLGESEL JEOLOJİ Geç Mesozoyik-Senozoyik döneminde Afrika-Avrasya kıtalarının yakınlaşması sonucu Neotetis okyanusunun kapanma tarihçesine bağlı olarak pek çok jeolojik kayıt içeren Anadolu Bölgesi, Alp-Himalaya Orojenik kuşağının bir parçasıdır. Orta Anadolu Kristalen Kompleksi (OAKK) Türkiye de yüzeyleyen en büyük metamorfik komplekstir. İzmir-Ankara-Erzincan Kenet Kuşağı nın güneyinde yer alan OAKK, metamorfik kayaçlar, ofiyolitler ve magmatik sokulumlardan oluşur (Ketin 1966, Şengör ve Yılmaz 1981, Okay ve Tüysüz 1999). İnceleme alanı, Kırşehir Masifi nin kuzey bölgesinde (Ketin 1963) geniş bir bölgede yer almaktadır. Magmatik ve metamorfik kayaç topluluklarının yayılım gösterdiği Orta Anadolu Kristalen Karmaşığı (OAKK), Orta Anadolu da kuzeyde İzmir-Ankara- Erzincan kenet zonu, batıda Tuzgölü fayı, doğuda ise Ecemiş fay zonuyla sınırlanır (Görür vd. 1984, Göncüoğlu vd. 1991, Erler ve Bayhan 1995, Aydın vd. 1998). Seymen (1984), Kaman (Kırşehir) bölgesinde Kırşehir Masifi ne ait metamorfik temeli incelemiştir. Bu çalışmada ilk kez Kırşehir Masifi metamorfitleri Kaman Grubu adı altında üç alt birime ayrılmıştır. Bunlar alttan üste doğru; Kalkanlıdağ Formasyonu (gnays, biyotitşist, amfibolşist, kalksilikatik şistler, kuvarsit ve kuvarsşist), Tamadağ Formasyonu (mermer, şist ve gnays) ve Bozçaldağ Formasyonu dur (mermer, metaçörtlü yarı mermer ve metaçört). Kırşehir masifi metamorfitleri çalışma alanının en yaşlı kayaç grubudur ve magmatik katkılı platform çökellerinin metamorfizması sonucunda oluşmuştur (Kara ve Dönmez 1990). Bölgede bu oluşumlara ek olarak masife sokulum yapan manto kaynaklı mafik kayaçlar da yüzeylenmektedir (Kadıoğlu ve Güleç 1995, Kadıoğlu vd. 2003). Kaman-Kırşehir çevresinde sırasıyla Kaman grubu olarak adlandırılan metamorfik birimler, bu birim üzerine Jura-Kampaniyen döneminde açısal uyumsuzlukla yerleşen Ankara Karışığı ve Karakaya Ultramafiti üzerlemekte, bu birimi de açısal uyumsuzlukla 11

26 Üst Maestrihtiyen yaşlı Kartal ve Asmaboğazı Formasyonları örtmektedir. Baranadağ Plütonu ve sığ sokulumlar şeklinde izlenen siyenit ve nefelin siyenit bileşimli Buzlukdağ plütonu metamorfik temeli ve Ankara Karmaşığı nı sıcak dokanakla kesmektedir. Tüm bu birimlerden malzeme almış Tersiyer yaşlı tortul örtü geniş alanlarda izlenmektedirler (Seymen 1981). Lünel ve Akıman (1986), Kırşehir masifinin kuzey-batı kesiminde Kaman-Hamitköy çevresinde yüzeylenen asidik karakterli felsik intrüzif kayaçların bileşimsel olarak zonlanma gösterdiğini belirlemişlerdir. Dış kesimlerde kuvarsça aşırı doygun granitik kayaçlar ile merkeze doğru silisçe doygun ve doygun olmayan siyenit bileşiminde kayaçların yüzeylendiğini ortaya koymuşlardır. Hamitköy civarında, silisçe doygun olmayan psödolösitli mikro-siyenitik dayklar bulunduğunu ileri sürmüşlerdir. Kaman bölgesinde yüzeylenen intrüzif kayaçlar Ayan (1963) tarafından Eosen yaşlı, Seymen (1982) tarafından Paleosen yaşlı ve Ataman (1972) tarafından Üst Kretase yaşlı olarak belirlenmiştir. Bölge üzerine yapılmış bütün petrojenik ve jeokimyasal çalışmalar Orta Anadolu Kristalen Karmaşığı nın çarpışmanın doğrudan veya dolaylı ürünü olduğunu ortaya koymuştur (Erler vd. 1991, Göncüoğlu vd. 1991, Akıman vd. 1993, Güleç 1994, Erler ve Bayhan 1995, Güleç ve Kadıoğlu 1998, Boztuğ 1998). Göncüoğlu ve Türeli (1993), OAKK içinde yaygın olarak yüzeylenen ofiyolitik kayaçları Orta Anadolu Ofiyoliti olarak adlandırmış, Orta Anadolu metamorfitleri üzerinde tektonik dokanakla yer aldıklarını ve metamorfitler ile birlikte Üst Kretase yaşlı Orta Anadolu granitoyidleri tarafından kesildiklerini belirtmişlerdir. Bölgedeki ofiyolitlerin dalma-batma ile ilişkili olarak meydana gelmiş olabileceğini savunmuşlardır. İç Anadolu nun iç kesimlerinde Bayındır, Baranadağ, Saraycık ve Terlemez felsik kütleleri ile Sarıkaman ve Dedeli Mesozoyik ofiyolitik oluşumları yer almaktadır. 12

27 Kuzey bölümünde Yozgat İntrüzif Kompleksi, Akdağmadeni Masifi, Akçakent kütlesi, Sulakyurt ve Behrekdağ plütonu; çalışma alanının batı ve güneybatısında ise Behrekdağ plütonu, Çelebi, Ağaçören ve Ekecikdağ plütonları yer almaktadır (Kadıoğlu ve Güleç 1999). Erler ve Bayhan (1995), Orta Anadolu Kristalen Kompleksi içerisinde granitoyid bileşimli oluşumları Orta Anadolu Granitoyidleri olarak tanımlamışlardır. I-tipi ve S-tipi özellik sergileyen bu granitoyidlerin ada yayı granitoyidleri, levha içi granitoyidleri ve çarpışma sonrası granitoyidleri bölgelerinde yer aldığını savunmuşlardır. Kadıoğlu vd. (2006), Üst Kretase yaşlı kalkalkalen/alkalen karakterli intrüzif kayaçların, OAKK içerisindeki metamorfik temele ve ofiyolitik birimlere sokulum yaptığını belirlemişlerdir. Bu birimleri mineralojik ve kimyasal bileşimlerine bağlı olarak granit, monzonit ve siyenit üst takımlarına ayırmışlardır. Granitik plütonların genel olarak batı kesimlerde ve siyenitik plütonların ise en iç kesimlerde yüzeylendiğini belirtmişlerdir. Granit üst takımının granit ve granodiyorit bileşimindeki kayaçlardan; monzonit üst takımının kuvars monzonit ve monzonit bileşimindeki kayaçlardan oluştuğunu belirlemişlerdir. Yüksek Sr ve düşük Nd izotop oranlarına bağlı olarak granit ve monzonit üst takımlarının dalma-batma veya manto metazomatizması ürünü olduklarını ve siyenit üst takımının ise kabuk katkısı ile zenginleştirilmiş bir manto kaynağından türediklerini ileri sürmüşlerdir. Silikaca doygun olmayan siyenit üst takımının ürünleri olan nefelin siyenit bileşimindeki kayaçlar ile ilişkili hidrotermal florit damar oluşumlarını tespit etmişlerdir (Şekil 2.1). Bölgede alttan üste doğru izlenen başlıca litostratigrafik birimler (Şekil 2.2); - Paleozoyik yaşlı metamorfik birimler bölgenin temelini oluşturmaktadır (Seymen 1982). - Metamorfik temelin üzerine Mesozoyik ofiyolitik seri gelmiştir. - Granitik, monzonitik ve siyenitik bileşimindeki felsik kütleler kendi içerisinde yaşlıdan gence doğru sıralanırlar. 13

28 - Yatay konumlu riyolitik ve riyodasitik lav ve tüflerden meydana gelen Kötüdağ Volkaniti Ankara Karmaşığını uyumsuz olarak örtmüştür. - Lösitli ve nefelinli trakit bileşimindeki volkanik ve damar kayaçları Bayındır ve Baranadağ plütonlarını kesmiştir (Boztuğ vd. 1997). - Alttaki bu birimleri açısal uyumsuzlukla Paleosen-Eosen yaşlı Kartal ve Asmaboğazı formasyonları örtmüş, bunların üzerine de Kızılırmak formasyonu gelmiştir. - Koç vd. (2007), florit damar oluşumlarının Bayındır plütonu içerisinde yer alan, alkali magmatizmanın ürünü olan siyenitik kayaçların kırık ve çatlaklarında bulunduğunu belirlemişlerdir (Şekil 2.3). 14

29 15 Şekil 2.1 Orta Anadolu Kristalen Karmaşığının (OAKK) jeoloji haritası ve florit damar lokasyonları (Kadıoğlu ve Güleç 1999 dan değiştirilerek) 15

30 Şekil 2.2 Orta Anadolu Bölgesi nin genelleştirilmiş kolon kesiti (Kadıoğlu 2001) 16

31 17 Şekil 2.3 Bayındır-Yeniyapan-İsahocalı-Alişar bölgesi jeoloji haritası ve florit damar lokasyonları (Koç vd den değiştirilerek 17

32 Yılmaz ve Bozuğ (1998), Orta Anadolu çarpışma zonunu Neo-tetis in kuzey kolunun Avrasya plakası (Pontik basen) altına, kuzeye dalması ile oluşan Ankara-Erzincan sütur zonu boyunca Anatolid-Pontid çarpışması sırasında oluşmuş bazı jeolojik olaylarla karakterize etmişlerdir. Bu jeolojik oluşumlar: ofiyolit dilimleri, çarpışmayla eş zamanlı S-tipi magmatizma, çarpışma sonrası, yüksek K lu kalk-alkalin ve I-tipi magmatizma, A-tipi alkalin magmatizma ve çarpışma sonrası Orta Anadolu basenleridir. Orta Anadolu ofiyoliti olarak isimlendirilen ofiyolitik dilimin çalışma alanında Çökelik volkaniti ve Akçakent gabrosu olarak, haritalanabilir iki birimden oluştuğunu ortaya koymuşlardır. Söz konusu iki birim arasında, Çökelik volkaniti üzerine Akçakent gabrosunun doğudan-batıya doğru bindirdiği faylı bir sınır tanımlamışlardır (Şekil 2.4). 18

33 19 Şekil 2.4 Çiçekdağ bölgesi jeoloji haritası ve florit damar lokasyonları (Yılmaz ve Boztuğ 1998 den değiştirilerek) 19

34 Çalışma alanlarından bir diğeri olan Pöhrenk bölgesinde görülen başlıca litostratigrafik birimler alttan üste doğru: kristalen temel, bunu uyumsuzlukla örten Lütesiyen yaşlı sedimanter birimler ve Mio-Pliyosen yaşlı örtü kayaçlarıdır (Genç 2006) (Şekil 2.5). Bölgesel ölçekte kristalen temel evrimini Paleosen öncesi tamamlamış metamorfik ve plütonik kayaç gruplarından oluşmuştur. Bu kayaç grupları Lütesiyen yaşlı sığ denizelgölsel birimler ile örtülmüşlerdir. Pöhrenk bölgesinde tabanda nummulit kavkılarınca zengin kireçtaşları yer alır. Birim en üstte kumtaşı ve killi seviyelerle son bulur. Eosen birimlerinin üst sınırını belirleyen bu seviyeler yer yer volkanik tüf tabakaları içerir. Bölgenin sedimanter istifleri Kuvaterner yaşlı alüvyon ve traverten tabakaları ile son bulur (Yaman 1989). Şekil 2.5 Pöhrenk bölgesi jeoloji haritası ve florit damar lokasyonları (Genç 2006 dan değiştirilerek) 20

35 Yozgat batoliti Anatolid-Torid çarpışma sisteminin pasif kenarında yer alır. Yozgat batoliti çarpışmayla eş zamanlı granitler; çarpışma sonrası, kalkalkalin, monzonitik birlik ve toleyitik mafik magmayı karakterize eden gabroyik/diyoritik birlikten oluşmaktadır (Akçe 2012). Kendi arasında beş alt birime ayrılabilen monzonitik birlik; Cankılı monzogabro/monzodiyoriti, Akçakoyunlu kuvars monzodiyoriti, Adatepe kuvars monzoniti, Yassıağıl monzograniti ve Karakaya monzogranitinden oluşmaktadır (Şekil 2.6). Cankılı birimi batolitin en iç, Karakaya birimi ise en dış kesiminde yüzeylenmektedir. Tüm bu birimler Hacımusalı mikrogranit birimi tarafından kesilmektedirler. Üst Kretase-Paleosen (?) yaşlı monzonitik birim bölgedeki en yaşlı oluşumdur. Bölgenin güneybatı kesiminde en önemli yapısal oluşum olarak belirlenen Karandere fayı monzonitler ile ilişkilidir (Tatar ve Boztuğ 1998). 21

36 22 Şekil 2.6 Cankılı (Şefaatli)-Yerköy bölgesi jeoloji haritası (Tatar ve Boztuğ 1998 den değiştirilerek) 22

37 3. FLORİT CEVHERLEŞMELERİ 3.1 Arazi Gözlemleri ve Makroskobik İncelemeler Kırşehir ili Kaman ilçesine bağlı Bayındır, Yeniyapan, İsahocalı; Akpınar ilçesine bağlı Alişar; Çiçekdağ ilçesine bağlı Pöhrenk; Akçakent ile Yozgat ili Şefaatli ilçesine bağlı Cankılı köylerinden alınan örneklerin litolojik tanımlamaları ve koordinatları çizelge 3.1 de verilmiştir. Çizelge 3.1 Çalışma alanından derlenen örneklerin litololojik tanımlamaları ve koordinatları Lokasyon Örnek No Açıklamalar Enlem (K) Boylam (D) BAYINDIR BYD1-1/1 Mor florit BYD1-1/21 Mor florit BYD1-1/22 Yeşil florit BYD2-1/1 Mor florit BYD2-1/2 Yeşil florit BYD3-1 Mor florit BYD3-2 Yeşil florit BYD-3/1 Mor florit BYD-4/1 Mor florit BYD-4/2 Mor florit BYD-5/1 Mor florit BYD-5/2 Yeşil florit BYD-6 Mor florit BYD-10 Siyenit İSAHOCALI ISA-3 Mor florit ALİŞAR ALI-3/2 Mor florit ALI-4 Mor florit ALI-3/1- Kalsit ALI-10 Nefelin siyenit

38 Çizelge 3.1 Çalışma alanından derlenen örneklerin litololojik tanımlamaları ve koordinatları (devam) AKÇAKENT CANKILI PÖHRENK AKC-1/1 Mor florit AKC-1/2 Yeşil florit AKC-1/3 Yeşil florit AKC-2/1 Yeşil florit AKC-2/2 Yeşil florit AKC-6 Yeşil florit AKC-10 Siyenit CAN-1 Yeşil florit CAN-10 Monzonite PHR-1/1 Sarı florit PHR-2/1 Sarı florit PHR-2/2 Sarı florit PHR-10/2 Kireçtaşı Bayındır Florit cevherleşmesi Bayındır Köyü Boztepe çevresinde 2 farklı florit yarması açılmış ancak bunların işletme çalışmaları durdurulmuştur (Şekil 3.1.a). Bu yarmalarda florit damarlarının yerleşim şekli bölgenin tektoniğine bağlı olarak kırık-çatlaklar içerisinde damarlar şeklinde ve yan kayaç içerisine yayılmış saçınımlar şeklinde iki farklı tiptedir. Bayındır cevherleşmesi KD doğrultulu kırık hattı içerisindedir. Yarmalarda florit çökelimi açık pembe renkli siyenitler içerisinde kırık ve çatlak dolgusu şeklindedir (Şekil 3.1.b). Bu şartlar altında oluştuğu düşünülen florca zengin akışkanlar daha önceden açılmış olan kırılma zonları ve çatlakları takip ederek diğer silisli getirimlerle birlikte depolanmıştır. Ana kayaç oldukça alterasyona uğramış ve kaolenleşme izlenmiştir (Şekil 3.1.b). Siyenitlerin hidrotermal ayrışması sonucu silisleşme, kaolenleşme ve serizitleşme gelişmiştir. Bayındır köyünün güney batısında açılan yarmalarda izlenen mevcut damar sistemi birbirine paralel 3 ana damar şeklinde izlenmiştir. İnce veya kalın damarlar ve birbirini 24

39 kesen ağsı damarcıklar şeklindedir (Şekil 3.1.b,c). Damar kalınlıkları derinlere doğru 1-2 cm den cm ye kadar değişmektedir. Damar dolgularında florit çökelimi taban ve tavan çeperlerinde mor floritle başlayıp merkeze doğru yeşil renkli floritler, tekrar mor florit ve kuvars ile sonlanmaktadır. Mor ve yeşil renkli florit kristalleri iç içe geçmiş girift bir görünüm sergilemektedir (Şekil 3.1.d). Florit çökelimi siyenitler içerisinde boyuna oluşmuş çatlaklar içerisinde yer yer altere olmuş ve dağılmış olarak izlenmiştir. Siyenit Florit damarı Florit damarı Siyenit Siyenit Kaolinit Mor florit Florit damarı Yeşil florit Florit damarı Şekil 3.1 a. Bayındır florit cevherleşme sahası genel görünümü, b. Bayındır bölgesi florit damarlarının yerleşimi, kaolenleşme ve yan kayaç görünümü, c. Florit damarı ve yan kayaç görünümü (siyenit), d.mor ve yeşil renkli florit kristal birlikteliği 25

40 3.1.2 Yeniyapan Florit cevherleşmesi Yeniyapan cevherleşmesi halen işletilmeyen bir yataktır. İşletme amacıyla açılan yarmalarda cevherleşme Bayındır cevherleşmesinde izlendiği gibi kırık-çatlak dolgusu şeklinde gelişmiştir. Bu cevherleşmede de yan kayaç siyenittir, floritler büyük ölçüde mor veya yeşil renklidir ve silisli getirimlerle birlikte depolanmıştır (Şekil 3.2). Söz konusu cevherleşmedeki damar kalınlıkları birkaç cm den cm ye kadar değişmektedir. Bayındır köyü damarlarının devamı olarak düşünülebilir. Florit damarı Kuvars Şekil 3.2 Yeniyapan cevherleşmesindeki florit damar yerleşimi ve kuvars İsahocalı Florit cevherleşmesi İsahocalı florit oluşumları Bayındır cevherleşmesinde olduğu gibi nefelin siyenitler ve siyenitler içerisinde yer almaktadır. Örnekleme yapılan 2 farklı yarmanın uzunluğu m arasında ve yüksekliği 2-4 m arasında değişmektedir. Florit oluşumları ince damarcık (Şekil 3.3.a) ve sıvamalar şeklinde izlenmiştir. Floritlerin damar kalınlıkları 26

41 birkaç cm den 10 cm ye kadar değişmektedir. Bayındır cevherleşmesinden farklı olarak kübik, özşekilli florit kristalleri mm boyutunda gözlenmiştir (Şekil 3.3.b). Bu cevherleşmede de florit damarları yeşil ve mor renkler sunmaktadır. Florit Şekil 3.3 a. İsahocalı floritlerinin ince damarlar şeklinde görünümü, b. Kübik şekilli floritler 27

42 3.1.4 Alişar Florit cevherleşmesi Alişar cevherleşmesi Buzlukdağ çevresinde mostra verir. Şu anda işletilmekte olan pembemsi kahve renkli altere siyenitler içerisinde birkaç küçük yarmada, kalınlıkları değişken ve fazla olmayan (1-5 cm) floritler mor, açık mor renkli saçınımlar (Şekil 3.4.a) veya ince ağsı damarcıklar şeklinde izlenmiştir. Florit damarlarına silikalı oluşumlar, kalsit ve pirit eşlik etmektedir (Şekil 3.4.b). Florit damarı Pirit Şekil 3.4 a. Alişar cevherleşmesinde görülen saçınımlı mor renkli floritler, b. Florit damarı ve pirit oluşumları 28

43 3.1.5 Akçakent Florit cevherleşmesi İnceleme alanında florit cevherleşmeleri Akçakent in kuzeyinde, Çiçekdağı masifi (Ketin 1959) içerisinde siyenit ve gabro dokanağında, siyenitler içerisinde kırık ve çatlaklarda damarlar şeklinde yer alır. Cevherleşme KB-GD doğrultulu bir fay boyunca yerleşmiştir (Yaman 1985). Floritler kırık ve çatlak zonları boyunca siyenitleri keserek yerleşmişlerdir ve bu kırık zonları boyunca floritlere silis ve karbonat eşlik etmektedir. Damarsal oluşumların yanı sıra masif ve breşik yapıda florit oluşumları da tespit edilmiştir. Bu cevherleşmede de florit oluşumlarının hakim rengi mor ve yeşildir. Cevher ve yan kayaç içerisinde yer yer saçınımlı pirit ve kalkopirit mineralleri gözlenmiştir Pöhrenk Florit cevherleşmesi Pöhrenk florit cevherleşmesi Pöhrenk Köyü ve Bezirgan mevkiinde yer almaktadır m. uzunluğunda olan yarmalarda işletme halen devam etmektedir. Cevher-yan kayaç ilişkisi ve florit damarlarının bulunuş şekli Orta Anadolu daki diğer bölgelerden farklıdır. Floritler bol nummulitli kireçtaşları ve marnlı seviyeler içerisine enjekte olan hidrotermal çözeltilerden boşluk doldurma ve breş şeklinde çökelmiştir (Genç 2006). Florit mineralleşmesi, karbonatlı tabakalar içerisinde KD uzanımlı bir fay hattı boyunca yerleşmiştir. Saha gözlemleri sırasında florit oluşumları kırık ve çatlak zonlarında gözlenen damar yapılarından farklı olarak, çapları 2-30 cm. arasında değişen yumrular ve erime boşluklarında (karstik) mercekler şeklinde izlenmiştir (Şekil 3.5.a). Karstik boşluklar silisleşmiş kireçtaşı ve killi malzeme ile doludur. Bu bölgedeki floritler sarı, kirli sarı ve bal renginde iyi kristalleşmiştir (Şekil3.5.b,c). Bu bölgede florit ile birlikte önemli miktarda barit oluşumu karstik boşlukların içerisinde izlenebilmektedir (Şekil 3.5.d). 29

44 Florit Florit Florit Florit Florit Barit Barit Florit Şekil 3.5 a. Erime boşluklarında mercek şekilli florit oluşumu, b. Kireçtaşı seviyelerinde enjekte olmuş florit oluşumları, c. İri kristalli bal rengi ve sarı renkli florit oluşumları, d. Karstik boşluklarda barit oluşumları 30

45 3.1.7 Cankılı Florit cevherleşmesi Cankılı florit cevherleşmesi Cankılı köyü kuzeyinde, Delice Irmağı kenarında eski bir yer altı işletmenin bulunduğu alanı kapsar. Cevherleşme monzonit, monzodiyorit ve gabro gibi asidik magmatizma ile ilişkilidir. Bu bölgede de florit oluşumları kayaçların kırık ve çatlaklarında damarlar ve ağsal damarlar şeklinde bulunur. Şu anda işletilmekte olan galeriden elde edilen florit örneklerinde hakim renk yeşil ve mordur (M.T.A. 2000). 3.2 Cevherleşme Mineralojisi Bayındır, Yeniyapan, İsahocalı ve Alişar cevherleşme alanlarında florit oluşumlarının yan kayaçları siyenit ve nefelinli siyenit olarak belirlenmiştir. Bayındır cevherleşmesinin en yaygın ana kayacı olan siyenitler oldukça altere görünümde ve pembemsi kahverenklidir. Mikroskop altında nefelin siyenitlerin holokristalin tanesel doku sergilediği belirlenmiştir. Ortoklaz, amfibol, biyotit ve plajiyoklaz mineralleri ile birlikte bazı kesitlerde melanit ve muskovit minerallerinden oluşan bir bileşim sergilerler. Ortoklaz ve plajiyoklaz minerallerinde killeşme, biyotit ve amfibol minerallerinde kloritleşme izlenmiştir (Şekil 3.6). Bazı ince kesitlerde yan kayacı ince damarlar halinde kesen florit (Şekil 3.7) ve silis oluşumları da belirlenmiştir. Kuvars kristalleri genel olarak yuvarlaktır ve dalgalı sönme gösterirler. Silisli oluşumların ikincil olarak oluştukları söylenebilir (Şekil 3.8). Bazı mor renkli florit örneklerine ait ince kesitlerde yapılan petrografik incelemelerde floritlerde zonlu yapı izlenmiştir (Şekil 3.9). Kaman (Kırşehir) bölgesinde nefelinli siyenitler geniş bir alanda mostra verirler ve alterasyon etkisiyle bozuşmuş bir görünüm sergilerler. Mikroskop altında holokristalin tanesel doku sergilerler. Ortoklaz, plajiyoklaz, nefelin, biyotit, amfibol ve bazı kesitlerde florit minerallerinden oluşan mineralojik bir bileşim sergilerler. 31

46 Kayaçtaki ortoklaz, plajiyoklaz, nefelin mineralleri killeşmiş ve serizitleşmiştir. Ortoklaz minerallerinde ipliksi ve yama pertitleşmeler izlenmiştir (Şekil 3.10). 500 μm 500 μm Şekil 3.6 Siyenitlerdeki ortoklaz minerallerinde gözlenen killeşmelerin mikrofotoğrafı (Or: Ortoklaz (a. Paralel nikol, b. Çapraz nikol, Büyütme: x 40) 500 μm 500 μm Şekil 3.7 Bayındır bölgesi ana kayacı ince damarlar halinde kesen florit oluşumlarının mikrofotoğrafı (Ku: Kuvars, F: Florit damarı (a. Paralel nikol, b. Çapraz nikol, Büyütme: x 40) 32

47 500 μm 500 μm Şekil 3.8 Siyenitlerdeki tarak dokulu kuvars mineralleri ve florit oluşumlarının mikrofotoğrafı (Ku: Kuvars, F: Florit (a. Paralel nikol, b. Çapraz nikol, Büyütme: x 40) 500 μm 500 μm Şekil 3.9 Bayındır bölgesi floritlerinde gözlenen mor renkli zonlanmalar (Ku: Kuvars, F: Florit (a. Paralel nikol, b. Çapraz nikol, Büyütme: x 40) 33

48 500 μm 500 μm Şekil 3.10 Nefelin siyenitlerde nefelin kristalleri ve pertitleşmeler (Nf: Nefelin (a. Paralel nikol, b. Çapraz nikol, Büyütme: x 40) Akçakent bölgesinde yer alan alkalen siyenitler holokristalin, tanesel doku sunarlar. Ortoklaz minerallerinde pertitleşmeler izlenmiştir. Mafik mineral olarak biyotitler kısmen opaklaşmıştır (Şekil 3.11). 500 μm 500 μm Şekil 3.11 Siyenitlerde pertitleşmiş ve serizitleşmiş ortoklaz ve biyotit mineralleri (Or: Ortoklaz, Bio: Biyotit, Opk: Opak mineral) (a. Paralel nikol, b. Çapraz nikol, Büyütme: x 40) 34

49 Pöhrenk bölgesinde florit mineralleşmesi boşluk dolgusu veya damarlar şeklinde izlenmiştir. Yer yer çatlaklar içerisinde silisleşmeler mevcuttur. İnce kesitlerde floritler opaktır, çift nikolde renksizdirler. Floritlerin dilinimleri oldukça belirgindir ve çatlaklar içerisinde silisleşmeler görülmektedir (Şekil 3.12). Kireçtaşı seviyelerinden alınan örneklerde kuvars mineralleşmesi oldukça yaygındır. Kuvars kristalleri farklı tane boyutlarında, özşekilsiz ve dalgalı sönme göstermektedirler (Şekil 3.13). İnce kesitlerin pek çoğunda sıcak suların izleri görülmüştür. Florit kesitlerinin önemli bir kısmında killi seviyeler tespit edilmiştir (Şekil 3.14) 500 μm 500 μm Şekil 3.12 Florit minerallerinde dilinimler ve çatlaklar içerisinde silisleşmeler a. Paralel nikol, b. Çapraz nikol, Büyütme: x μm 500 μm Şekil 3.13 Özşekilsiz, dalgalı sönme gösteren kuvars kristalleri a. Paralel nikol, b. Çapraz nikol, Büyütme: x 40 35

50 500 μm 500 μm Şekil 3.14 Killeşmiş ve silisleşmiş seviye ile floritlerin ince kesit görünümü a. Paralel nikol, b. Çapraz nikol, Büyütme: x 40 Cankılı bölgesinde yüzeylenen monzonitik birimlerin mikroskop altında incelenmesi sonucunda ortoklazlar içerisinde plajiyoklaz, amfibol ve biyotit minerallerinin bulunduğu tespit edilmiş ve monzonitik kayaçlara özgü tipik monzonitik doku gözlenmiştir (Şekil 3.15). Bazı feldspatlarda killeşme ve serizitleşme şeklinde bozunmalar belirlenmiştir. 500 μm 500 μm Şekil 3.15 Cankılı monzonitinde gözlenen monzonitik doku (Or: ortoklaz, plj: plajiyoklaz, ku: kuvars, bio: biyotit, amf: amfibol (a: Paralel nikol, b: Çapraz nikol, Büyütme: x 40) 36

51 4. JEOKİMYA 4.1 NTE Jeokimyası Çalışmanın amaçlarından bir diğeri de Kırşehir; Kaman (Bayındır, Yeniyapan, İsahocalı); Alişar; Akçakent; Pöhrenk ve Yozgat-Cankılı bölgelerinden alınan 26 adet florit ve 5 adet yan kayaç örneğinin, küçük parçalara bölünüp binoküler mikroskop altında zenginleştirilerek ortamsal özelliklerini ve oluşum koşullarını, NTE içerikleri yardımı ile ortaya koymaktır. Farklı cevherleşme bölgelerine ait florit örneklerinin NTE içerikleri, örneklerin kondrite göre normalleştirilmiş değerleri dikkate alınarak (McDonough ve Sun 1995), renk değişimleri NTE değişim diyagramları yardımıyla değerlendirilmiştir. Bu değerlendirmelere ek olarak florit oluşumlarının fiziko-kimyasal özelliklerini ve cevherleşmenin tipini açıklayan çeşitli NTE diyagramları kullanılmıştır (Tb/La-Tb/Ca, Y/Ho-La/Ho). NTE davranışları cevher getirici akışkanların evrim sürecini ve oluşum mekanizmasını ortaya çıkarmak için kullanılan oldukça önemli bir parametredir. Nadir toprak elementleri (NTE) 15 elementten oluşan bir grup olup, periyodik çizelgenin en alt kısmında yer alırlar ve atom numaraları 57 ile 71 arasında değişmektedir. Bu elementler La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu dur (Rollinson, 1993). Atomik yarıçapının Ho elementine yakın olması sebebiyle Y elementi de nadir toprak elementi (NTE) grubuna dahil edilmektedir (Bau ve Dulski 1995). Lantanyumdan öropyuma (La-Eu) kadar olan küçük atom numaralı NTE ler hafif nadir toprak (HNTE) elementleri, samaryumdan holmiyuma (Sm-Ho) kadar olanlar orta nadir toprak elementleri; gadolinyumdan lütesyuma (Gd-Lu) kadar olanlar ise ağır nadir toprak elementleri (ANTE) olarak adlandırılmaktadırlar. Hafif nadir toprak elementleri (HNTE) ağır nadir toprak elementlerine (ANTE) göre daha fazla uyumsuzdurlar. Eu ve Ce dışında hepsi jeolojik şartlarda +3 değerliklidir (Rollinson 1993). Sadece Eu hem üç hem de iki değerliklidir. Eu nun Eu +2 ve Eu +3 şeklinde bulunması ortamın oksijen fugasitesine bağlıdır. Ce, oksitleyici şartlar altında dört değerlikli olabilmektedir (Rollinson 1993). 37

52 Eu/Eu* ve Ce/Ce* oranları Eu ve Ce anomalilerinin büyüklüklerini belirlemek amacıyla hesaplanmıştır. Eu/Eu* ve Ce/Ce* oranları ortamın oksijen içeriği hakkında önemli bilgiler sunmaktadır. Eu/Eu* oranı indirgenmiş koşullar altında basınç, sıcaklık ve akışkanın ph ına bağlı olarak artar. Eu, okside koşullar altında +3 değerliklidir ve negatif anomali sunar, indirgenmiş koşullar altında ise +2 değerliklidir ve pozitif anomali sergiler (Bau 1991). Bau (1991), infiltrasyon ve kayaç etkileşimi ile akışkanların yan kayaçların NTE içeriklerini tüketemeyeceğini ancak değiştirebileceğini ileri sürmüştür. Constantopoulos (1988) e göre Eu/Eu*>1 ise ortamda yeterli oranda oksijen olduğunda Eu +2 oksitlenerek Eu +3 e dönüşür ve floritlerin yapısına girer. Ce/Ce* değeri<1 ise Ce oksijenle birleşerek CeO 2 şeklinde çökelir ve floritin kristal yapısına giremez. Bu durumda kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramlarında Ce negatif, Eu pozitif anomali sergiler. Bunun tam tersi durumda ise NTE diyagramlarında Ce pozitif, Eu negatif anomali sergiler (düşük sıcaklık ve fo 2 koşulları altında) (Möller ve Morteani 1983, Bau vd. 1991). Nadir toprak elementlerinin metamorfizma ve hidrotermal alterasyon süreçleri boyunca ortamdan kolayca uzaklaşmadıkları (HFSE olarak davrandıkları) immobil davranış sergiledikleri görülmüştür (Pearce 1983, Rollinson 1993). Magmatik kristalleşme sırasında NTE ler uyumsuz bir davranış sergilerler ve atık sıvı içerisinde zenginleşme gösterirler. Hafif nadir toprak elementleri (HNTE) geç evrede oluşan minerallerde zenginleşme gösterirken ağır nadir toprak elementleri (ANTE) ilk oluşan minerallerin yapılarına girerler (Rollinson 1993). Nadir toprak elementlerinin Ca içeren minerallerin kafes yapılarına girebilmeleri nedeniyle hidrotermal mineral parajenezi de floritlerin NTE bileşimlerini etkileyebilmektedir (Castorina vd. 2008, Ehya 2012). Ce/Yb oranları floritlerde NTE lerin hangi oranda fraksiyonlaştığını belirler. Yüksek değerler HNTE lerinde zenginleşme, düşük değerler ise ANTE lerde zenginleşmeyi işaret eder (Constantopoulos 1988). Orta Anadolu floritlerinin Ce/Yb oranları; Bayındır cevherleşme alanında arasında, Yeniyapan cevherleşme alanında

53 arasında, İsahocalı cevherleşme alanında 38.7, Alişar cevherleşme alanında arasında, Akçakent cevherleşme alanında arasında, Cankılı cevherleşme alanında 3.16 ve Pöhrenk cevherleşme alanında arasında değişmektedir (Çizelge 4.3). Terbiyum (Tb) ve Lantanyum (La) florit oluşumu sırasında yoğun bir ayrımlaşmaya uğrar ve Tb/La-Tb/Ca oranlarının değişim diyagramları, floritin oluşum ortamlarının ve ayrımlanma derecesinin belirlenmesinde kullanılabilir (Schneider vd. 1975, Möller vd. 1976, Möller ve Morteani 1983). NTE bileşiklerinin farklı denge alanlarına sahip olmalarının bir sonucu olarak ilk kristallenen floritler La bakımında zengin, Tb bakımından fakirdirler ve bu sebeple düşük Tb/La oranına sahiptirler. Florit kristalizasyonun devam etmesi halinde, akışkan içerisinde derişmiş fluor konsantrasyonu tüketilir ve TbF+2 ile diğer NTE-fluoro kompleksleri bozunur. Bu sırada önemli oranda La tüketildiğinden, son kristallenen floritler Tb bakımından zenginleşirler ve yüksek Tb/La oranına sahip olurlar. Tb/Ca oranları oluşum ortamlarının belirlenmesinde kullanılabilmektedir. Oluşum ortamının bir fonksiyonu olarak floritlerin NTE bileşimi Ca konsantrasyonuna göre değişmektedir. Düşük Tb/Ca oranları NTE içeriğinin okyanus suyuna yaklaştığı sedimanter kökenli floritlerde, yüksek Tb/Ca oranları ise pegmatitik kökenli floritlerde görülür. Hidrotermal kökenli floritlerde ise Tb/Ca orta değerlerdedir (Schneider vd. 1975, Möller vd. 1976, Möller ve Morteani 1983). Bayındır, Yeniyapan, İsahocalı, Alişar, Akçakent, Pöhrenk ve Cankılı florit cevherleşme alanlarına ait ortalama Tb/La değerleri sırasıyla; 0.075, 0.111, 0.025, 0.013, 0.146, 0.170, dir. Alişar cevherleşme alanında Tb/La oranının oldukça düşük olması sebebiyle bu bölgedeki florit oluşumunun diğerlerine göre daha erken evrede oluştuğu söylenebilir. Florit örneklerinin Tb/La ve Tb/Ca oranlarına göre çizilen diyagramda (Möller ve Morteani 1983) Bayındır, İsahocalı, Alişar, Akçakent, Cankılı, Pöhrenk floritlerinin hidrotermal alanda kümelendiği, sadece Alişar bölgesinden elde edilen bir örneğin pegmatitik alanda yer aldığı görülmektedir (Şekil 4.1). 39

54 Tb/Ca 1,0E-04 1,0E-05 1,0E-06 Bayındır-yeşil 1,0E-07 Bayındır-mor Yeniyapan-mor Yeniyapan-yeşil İsahocalı 1,0E-08 Alişar Pöhrenk Cankılı Akçakent-mor Akçakent-yeşil 1,0E-09 0,00 0,01 0,10 1,00 10,00 Tb/La Şekil 4.1 Orta Anadolu floritlerine ait Tb/La-Tb/Ca diyagramı (Möller vd. 1976, Möller ve Morteani 1983) 40

55 Y/Ho (ppm) Bau ve Dulski (1995) e göre eş zamanlı oluşmuş floritlerde La/Ho ve Y/Ho oranları benzerlik gösterirken, eş zamanlı olmayanlarda bu oranlar negatif korelasyon gösterebilir. Şekil 4.2 de görüldüğü gibi İç Anadolu fluoritlerinin La/Ho oranları geniş bir aralıkta değişmektedir (rekristalizasyon süreci). Y/Ho değerleri ise senjenetik işlevler sunması düşünülen benzer oranlara sahiptir. Bu durumda İç Anadolu fluoritlerinin HNTE ce zengin akışkanlardan kristallendiği veya NTE ce zengin akışkanın yeniden kristallenme süreci boyunca HNTE kaybı yada eklenmesiyle ile açıklanabilir Bayındır-mor 100 B göç Bayındır-yeşil Yeniyapan-mor C rekristalizayon A Yeniyapan-yeşil İsahocalı 10 Alişar Akçakent-mor La/Ho (ppm) Akçakent-yeşil Pöhrenk Cankılı Şekil 4.2 Çalışma alanı floritlerinin La/Ho-Y/Ho diyagramı (Bau ve Dulski 1995) Yan kayaç jeokimyası İnceleme alanında florit damarları siyenitik kayaçların kırık ve çatlaklarında veya karstlaşma ve silisleşme etkisinde kalmış karbonatlı tabakalar içerisinde bulunmaktadır. Cevhere yataklık eden kayaçlardan derlenen 5 adet örneğin jeokimyasal değerlendirmesi yapılmıştır (Çizelge 4.1). Şekil 4.3 de SiO 2 -Na 2 O+K 2 O e göre oluşturulan diyagramda intrüzif kayaç gruplarının sınırları görülmektedir. Diyagrama 41

56 Na 2 O+K 2 O göre Bayındır ve Akçakent bölgelerinden elde edilen kayaçların siyenit alanında, Alişar örneğinin nefelin siyenit-siyenit sınırında yer aldığı görülmektedir. Cankılı bölgesinden elde edilen örnek ise diyorit ile siyeno-diyorit sınırında yer almaktadır. Bu değerlendirmeler yan kayaçların diyorit, nefelin siyenit ve siyenit bileşiminde olduğunu ortaya koymuştur. 18 BYD-10 AKC-10 CAN-10 ALI alkalin ijolit gabro gabro nefelin siyenit siyenit siyeno-diyorit diyorit siyenit kuvars diyorit subalkalin alkali granit granit SiO 2 % Şekil 4.3 Yan kayaç örneklerinin SiO 2 -Na 2 O+K 2 O diyagramında sınıflandırılması (Cox vd. 1979) (Sürekli çizgi alkali alan ile subalkali alan sınırıdır) Orta Anadolu floritlerinin yan kayaçlarına ait NTE bollukları bölgesel olarak ele alındığında en yüksek değerden en düşük değere doğru; Alişar bölgesinden elde edilen nefelin siyenit örneğinde diğer bölgelere ait yan kayaçlara göre (Bayındır, Akçakent, Cankılı) en yüksek, Pöhrenk bölgesinden elde edilen kireçtaşı örneğinde ise en düşük değerler elde edilmiştir (Çizelge 4.2). Şekil 4.4 deki kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramında Alişar bölgesine ait nefelinli siyenit örneğinde, Akçakent siyenitinde, Bayındır kuvars siyenitinde ve Cankılı monzonitinde hafif nadir toprak elementi (HNTE) açısından zenginleşme ve ağır nadir toprak elementi açısından ise fakirleşme görülmektedir. HNTE lerin ANTE ye göre zenginlik göstermesi bu 42

57 Örnek/Kondrit magmada kabuksal malzeme katkısının fazla olduğunu gösterir (Taylor ve MacLennan 1985 ve 1995, Rollinson 1993). Yan kayaçların Ce/Yb oranları hafif nadir toprak elementlerince floritlere göre zenginleşme gösterdiğini ortaya koyar (Rollinson 1993). 1000,0 100,0 10,0 1,0 0,1 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu Alişar Bayındır Cankılı Akcakent Pöhrenk Şekil 4.4 Yan kayaçların kondrite göre normalize edilmiş NTE diyagramı 43

58 44 Çizelge 4.1 Yan kayaç örneklerine ait ana element içerikleri Örnek No SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 MgO CaO Na 2 O K 2 O TiO 2 P 2 O 5 MnO Cr 2 O 3 LOI BYD-10 66,10 17,31 0,95 0,12 1,24 4,41 7,60 0,08 0,01 <0.01 < ,0 ALİ-10 59,89 19,12 2,27 0,07 2,71 5,07 7,46 0,24 0,01 0,08 < ,8 AKC-10 62,71 17,32 2,32 0,23 2,41 5,17 6,67 0,20 0,02 0,10 < ,5 PHR-10 88,46 0,23 <0.04 <0.01 7,93 0,01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 < ,2 CAN-10 59,05 19,20 5,13 1,59 6,34 3,35 2,74 0,78 0,18 0,07 < ,2 Çizelge 4.2 Yan kayaçlarda NTE içeriği Örnek No Lokasyon Açıklamalar La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu Ce/Yb NTE BYD-10 Kirtiştepe Siyenit ALI-10 Alişar NefelinSiyenit AKC-10 Akçakent Siyenit PHR-10/2 Pöhrenk Kireçtaşı CAN-10 Cankılı Monzonit

59 4.1.2 Bayındır cevherleşme alanı Bayındır cevherleşme alanına ait mor ve yeşil renkli floritlerin toplam NTE içerikleri 31.4 ile ppm arasında değişmekte olup ortalama ppm dir (Çizelge 4.3). Kondrite göre normalize edilmiş nadir toprak element (NTE) desenleri incelendiğinde, genel olarak hafif nadir torak elementlerinin (HNTE) ağır nadir toprak elementlerine (ANTE) göre daha fazla zenginleşme gösterdiği görülmüştür (Şekil 4.3). Bu eğrilere göre özellikle mor renkli floritlerde HNTE (hafif nadir toprak elementleri) içeriği ANTE ye (ağır nadir toprak elementleri) göre daha yüksektir. Yeşil renkli floritlerde ise hemen hemen düz bir desen elde edilmiştir ve toplam NTE konsantrasyonunun mor renkli floritlere göre zenginleştiği belirlenmiştir. Değişim diyagramlarında özellikle yeşil renkli floritlerin NTE bileşimlerinin birbiri ile örtüştüğü izlenmektedir (Şekil 4.3). Her iki renkteki floritlerde bazı element anomalileri tespit edilmiştir. Mor renkli florit örneklerine ait eğrilerde Eu/Eu* oranının<1 (0.57 ile 0.88 arasında) olması nedeniyle negatif Eu anomalisi, yalnızca BYD2-1/1 nolu mor florit örneğinde Eu/Eu* oranının 1.16 olduğu ve pozitif anomali sergilediği tespit edilmiştir (Çizelge 4.5). Y elementinin ise hafif pozitif anomali sunduğu belirlenmiştir. Yeşil renkli floritlere ait örneklerde ise Eu/Eu* oranının 0.97 ile 0.94 arasında değiştiği ve negatif anomali sergilediği görülmüştür. NTE diyagramlarında hem pozitif hem de negatif Eu anomalisinin görülmesi aynı ortamda Eu +2 ve Eu +3 varlığına işaret etmektedir. Cevherleşme ortamındaki floritlerin farklı zaman ve oksidasyon koşulları altında çökeldiğini işaret etmektedir. Yeşil ve mor renkli floritlere ait eğriler kıyaslandığında görülen en önemli farklılık yeşil floritlerin düze yakın bir eğri sunmuş olmasıdır. Yeşil renkli floritlerin NTE diyagramında homojen bir dağılım sergilemeleri muhtemelen sabit NTE içerikli eriyiklerce devamlı beslenen bir ortamda geliştiklerini göstermektedir (Yaman 1988). Hidrotermal akışkanlardan çökelen florit örneklerinin NTE bileşimi aynı cevherleşme alanına ait olsa bile oldukça önemli farklılar gösterir (Fleischer 1969). Damar örnekleri arasında uzaklığın oldukça az olmasına rağmen, örneklerin NTE bileşiminin farklılık 45

60 Örnek/Kondrit göstermesi bölgede kompleks bir sistemin etkin olduğunu gösterir niteliktedir. Floritlerin NTE konsantrasyonu sıvı kapanım verileri ile karşılaştırıldığında birbirine yakın ve aynı kökenli floritlerde değişken homojenleşme sıcaklık aralığının görülmesi (Th), farklı sıcaklıklardaki akışkanların sisteme dahil olduğunu ispatlar niteliktedir (Yaman 1985). 1000,0 BYD1-1/1 BYD1-1/21 BYD1-1/22 BYD2-1/1 BYD2-1/2 BYD3-1 BYD-3/1 BYD-4/2 BYD3-2 BYD-4/1 100,0 10,0 1,0 0,1 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu Şekil 4.5 Bayındır cevherleşmesi yeşil ve mor renkli florit örneklerinin kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramı 46

61 47 Çizelge 4.3 Floritlerin nadir toprak elementi içerikleri Renk Örnek No Lokasyon La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu NTE Ce/Yb Eu/Eu* Ce/Ce* Mor Florit BYD1-1/1 Bayındır Mor Florit BYD1-1/21 Bayındır Mor Florit BYD2-1/1 Bayındır Mor Florit BYD3-1 Bayındır Mor Florit BYD-3/1 Bayındır Mor Florit BYD-4/1 Bayındır Mor Florit BYD-4/2 Bayındır Mor Florit YP-5/1 Yeniyapan Mor Florit YP-6 Yeniyapan Mor Florit İSA-3 İsahocalı Mor Florit ALİ-3/2 Alişar Mor Florit ALİ-4 Alişar Mor Florit AKC-1/1 Akçakent Yeşil Florit BYD2-1/2 Bayındır , Yeşil Florit BYD3-2 Bayındır Yeşil Florit YP-5/2 Yeniyapan Yeşil Florit AKC-1/2 Akçakent Yeşil Florit AKC-1/3 Akçakent Yeşil Florit AKC-2/1 Akçakent Yeşil Florit AKC-2/2 Akçakent Yeşil Florit AKC-6 Akçakent Yeşil Florit CAN-1 Cankılı Sarı Florit PHR-1/1 Pöhrenk Sarı Florit PHR-2/1 Pöhrenk Sarı Florit PHR-2/2 Pöhrenk

62 Örnek/Kondrit Yeniyapan cevherleşme alanı Yeniyapan cevherleşme alanı Bayındır cevherleşmesiyle benzer özellikler sunmaktadır. Cevherleşme alanına ait florit örneklerinin toplam NTE bileşimi 60 ile ppm arasında ve ortalama ppm dir (Bkz. Çizelge 4.3). Renklerine göre NTE konsantrasyonları göz önünde alındığında, yeşil renkli florit örneğinin NTE bileşiminin mor renkli floritlere göre daha yüksek olduğu belirlenmiştir (Şekil 4.6). Mor renkli floritlere ait eğrilerde sadece YP-6 nolu örnekte negatif Eu ve Y anomalisi ile hafif pozitif Ho anomalisi tespit edilmiştir. Mor ve yeşil renkli florit örneklerinde Eu/Eu* oranının <1 olması nedeniyle negatif Eu anomalisi, Ce/Ce* oranının>1 olması nedeniyle pozitif Ce anomalisi ortaya çıkmaktadır (Bkz. Çizelge 4.6). 1000,0 YP-5/1 YP-6 YP-5/2 100,0 10,0 1,0 0,1 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu Şekil 4.6 Yeniyapan cevherleşmesi mor ve yeşil renkli florit örneklerinin kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramı 48

63 Örnek/Kondrit İsahocalı cevherleşme alanı İsahocalı cevherleşme alanından toplanan damar örneklerinde diğer bölgelerde olduğu gibi renk farklılıkları belirlenememiştir. Sadece bir adet mor renkli florit damarında elde edilen sonuçlar Bayındır cevherleşmesine ait mor renkli floritler ile benzer özellikler sunmuştur. Toplam NTE bileşimi 71.7 ppm dir (Bkz. Çizelge 4.3). HNTE lerin ANTE lere göre daha zenginleşmiş oldukları belirlenmiştir. Anomali değişimleri açısından bakıldığında da, İsahocalı floritlerinin Bayındır ve Yeniyapan mor renkli floritleriyle benzer element değişimleri sergiledikleri görülmüştür (Şekil 4.7). 1000,0 ISA-3 100,0 10,0 1,0 0,1 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu Şekil 4.7 İsahocalı florit cevherleşmesi kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramı Alişar cevherleşme alanı Alişar bölgesi toplam NTE bileşimi (Bkz. Çizelge 4.3) ve anomaliler (Şekil 4.8) açısından Bayındır, Yeniyapan ve İsahocalı cevherleşme alanlarına göre farklılıklar sunmaktadır. Alişar floritlerinin diğer cevherleşmelerle en önemli ortak özelliği ise hafif nadir toprak elementi (HNTE) konsantrasyonlarının ağır nadir toprak elementlerine (ANTE) göre yüksek olmasıdır. Pozitif Y anomalisi göze çarpmaktadır (Şekil 4.8). 49

64 Örnek/Kondrit Bu bölgeden toplanan 2 farklı mor florit örneğinde toplam NTE bileşimi 73.7 ppm den ppm e kadar yükselmiştir ve ortalama ppm dir (Bkz. Çizelge 4.3). Diğer bölgelere göre oldukça yüksek NTE bileşimi bu cevherleşmeye yönelik en önemli farklılıktır. Nadir toprak elementlerindeki bu değişimin daha çok litolojik kontrollü olduğu ve akışkan/kayaç etkileşiminin bu bölgede oldukça yoğun olduğu söylenebilir. ALI-3/2 ALI ,0 100,0 10,0 1,0 0,1 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu Şekil 4.8 Alişar cevherleşmesi mor renkli florit örneklerinin kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramı Akçakent cevherleşme alanı Akçakent floritlerinin toplam NTE konsantrasyonu 88.5 ppm ile ppm arasında değişmektedir ve ortalama ppm dir (Bkz. Çizelge 4.3). HNTE ve ANTE bolluklarına göre belirgin bir farklılık görülmemektedir. Yeşil ve mor floritlerde pozitif Y anomalisi belirlenmiştir (Şekil 4.9). Eu/Eu* oranı<1 olması nedeniyle negatif Eu anomalisi, yalnızca AKC-6 nolu örnekte Eu/Eu* oranı>1 olarak tespit edilmiştir. Ce/Ce* oranlarının 0.91 ile 1.10 arasında değişmesi nedeniyle pozitif ve negatif Ce anomalileri sunmaktadırlar (Bkz. Çizelge 4.3). Negatif Ce anomalisi hidrotermal sıvıların kaynakta yüksek oksijen fugasitesine 50

65 Örnek/Kondrit sahip olduğunu, pozitif Ce anomalisi ise hidrotermal sıvılarda düşük oksijen fugasitesinin varlığına işaret etmektedir (Möller ve Morteani 1983). 1000,0 AKC-1/1 AKC-1/2 AKC-1/3 AKC-2/1 AKC-2/2 AKC-6 100,0 10,0 1,0 0,1 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu Şekil 4.9 Akçakent cevherleşmesi mor ve yeşil renkli floritlerinin kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramı Pöhrenk cevherleşme alanı Pöhrenk florit örneklerinin toplam NTE değerleri 23.9 ppm ile 28.1 ppm arasında değişmektedir ve ortalama 26.4 ppm dir (Bkz. Çizelge 4.3). Bu cevherleşme alanının NTE diyagramında Orta Anadolu daki diğer yataklara göre (Bayındır, Yeniyapan, İsahocalı ve Alişar) belirgin bir fraksiyonlaşma izlenememiştir. PHR-1/1, PHR-2/1 ve PHR-2/2 nolu örneklerde pozitif Y anomalisi ve PHR-2/2 nolu örnekte hafif negatif Eu anomalisi göze çarpmaktadır. Pöhrenk floritlerinin en belirgin özelliği NTE ce fakir çözeltilerden çökelmiş olmasıdır. NTE desenleri birbiri ile çakışmaktadır (Şekil 4.10). HNTE ler ANTE ye göre zenginleşmiş olup floritler muhtemelen HNTE konsantrasyonunca fakir çözeltilerden çökelerek kristalleşmişlerdir. NTE ce fakir çözeltilerden kristallenmesi ve kondrite göre normalleştirilmiş diyagramlarda yataya yakın bir desen sunması sarı renkli Pöhrenk floritlerinin en 51

66 Örnek/Kondrit belirgin özelliğidir. Eu/Eu* oranınlarının <1 olması sebebiyle negatif Eu anomalisi sundukları belirlenmiştir (Bkz. Çizelge 4.3). Schenneider, vd., (1975) karbonatlı kayaçlar ile ilişkili floritlerin ortalama NTE içeriğini 1.74 ppm olarak belirlemişler ve bu tür düşük NTE konsantrasyonunun denizel kökenli sedimanter florit yataklarına ait olduğunu ortaya koymuşlardır. 1000,0 PHR-2/2 PHR-2/1 PHR-1/1 100,0 10,0 1,0 0,1 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu Şekil 4.10 Pöhrenk floritlerinin kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramı Cankılı cevherleşme alanı Cankılı florit cevherleşme alanında işletme çalışmaları halen devam etmektedir. Ancak cevherleşmenin yer altında bulunması sebebiyle yeterli miktarda örnek alınamamıştır. Sadece yeşil renkli tek bir örnekte jeokimyasal incelemeler yapılmıştır. Buna göre toplam NTE bileşimi ppm olarak belirlenmiştir (Bkz. Çizelge 4.3). Kondrite göre normalleştirilerek çizilmiş diyagramda yataya yakın bir eğri elde edilmiştir (Şekil 4.11). HNTE nin ANTE ye göre oranı belirgin olarak izlenememektedir. 52

67 Örnek/Kondrit CAN ,0 100,0 10,0 1,0 0,1 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu Şekil 4.11 Cankılı yeşil renkli floritinin kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramı Floritlerin renklerine göre NTE değişimleri Mor renkli floritler Mor renkli florit örneklerinin kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramı şekil 4.12 de verilmiştir. Bu diyagramda belirgin bir fraksiyonlaşma gözlenmemektedir. Eu açısından hafif bir negatif anomali söz konusudur. Hafif nadir toprak element (HNTE) konsantrasyonlarının ağır nadir toprak elementlerine (ANTE) göre daha fazla olduğu belirlenmiştir. NTE desenlerinin birbiri ile çakıştıkları ve oldukça paralel yönelimli anomaliler sundukları gözlenmiştir. Alişar bölgesi cevherleşmesinde mor renkli floritlerin NTE içeriği diğer bölgelere göre (yaklaşık 10 kat) çok daha yüksektir. 53

68 Örnek/Kondrit Bayındır Akçakent Alişar İsahocalı 1000,0 100,0 10,0 1,0 0,1 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu Şekil 4.12 Mor renkli floritlerin kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramı Yeşil renkli floritler Yeşil renkli floritlerin NTE içerikleri mor ve sarı renkli floritlere göre daha zengindir. HNTE ve ANTE açısından bakıldığında ise eğrilerin hemen hemen düz bir desen oluşturdukları ve bazı elementlerde değişimlerin söz konusu olduğu söylenebilir. Yeniyapan cevherleşmesine ait yeşil renkli floritlerde NTE zenginleşmesi diğer bölgelere göre (Bayındır, Akçakent ve Cankılı) daha yüksektir. Bayındır bölgesi floritlerinin eğrileri birbirleriyle çakışmaktadır (Şekil 4.13). 54

69 Örnek/Kondrit Bayındır Akçakent Cankılı 1000,0 100,0 10,0 1,0 0,1 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu Şekil 4.13 Yeşil renkli floritlerin kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramı Sarı renkli floritler Sarı renkli floritler sadece Pöhrenk bölgesinde izlenmiştir (Şekil 4.12). Sarı floritlerin kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramlarında belirgin bir fraksiyonlaşma izlenmemektedir. NTE bileşimi açısından oldukça fakir çözeltilerden kristalleşmesi ve diyagramların az eğimli bir yönelim sunması bu floritlerin alterasyona bağlı süreçlerden oldukça etkilendiğini kanıtlar niteliktedir. Eu açısından hafif negatif anomali sunarlar. Pöhrenk sarı floritleri NTE diyagramında düzgün sayılabilecek bir dağılım eğrisi sunmaktadır. HNTE bileşiminde hafif bir düşüş ve ANTE bileşiminde gözlenen hafif yataya yakın eğri ile birlikte NTE ce fakir olarak kristalleşmesi alterasyon ve taşınma gibi olaylardan etkilendiğini kanıtlar niteliktedir. 55

70 Örnek/Kondrit Pöhrenk 1000,0 100,0 10,0 1,0 0,1 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu Şekil 4.14 Sarı renkli floritlerin kondrite göre normalleştirilmiş NTE diyagramı 4.2 XRD Sonuçları 13 adet florit, 1 adet barit, 2 adet yan kayaçtan ayıklanan mika grubu mineral (muskovit) ve 1 adet kil grubu mineral örneği XRD ile analiz edilmiştir. Tipik örneklerin XRD diyagramları şekil de verilmiştir. Şekil 4.15 Yan kayaçlarda bulunan muskovit mineralinin XRD diyagramı görünümü 56

71 Şekil 4.16 Florit mineralinin XRD diyagramındaki görünümü Şekil 4.17 Kaolinit mineralinin XRD diyagramındaki görünümü 57

72 Şekil 4.18 Barit mineralinin XRD diyagramındaki görünümü 4.3 Nd-Sr İzotop Jeokimyası Bayındır, Yeniyapan, İsahocalı, Alişar, Akçakent, Pöhrenk ve Cankılı cevherleşme alanlarından elde edilen 19 adet florit, Alişar bölgesinden elde edilen 1 adet kalsit, Alişar ve Cankılı bölgelerinden elde edilen 2 adet ana kayacın 87 Sr/ 86 Sr izotop analiz sonuçları çizelge 4.4 ve şekil 4.19 da verilmiştir. Florit örneklerinin 87 Sr/ 86 Sr izotop oranları arasındadır. Ana kayaçların 87 Sr/ 86 Sr izotop oranları ise olarak belirlenmiştir. Bayındır floritlerinin 87 Sr/ 86 Sr izotop oranları 0, arasındadır. Yeşil floritlerin Sr (ppm) konsantrasyonunun, mor floritlere göre daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Yeşil ve mor renkli floritlerin 87 Sr/ 86 Sr izotop oranları arasında ise belirgin bir ilişki görülmemektedir. Alişar bölgesi floritlerinin 87 Sr/ 86 Sr oranları dir. Alişar cevherleşme alanından elde edilen kalsit örneğinin Sr izotop oranı ise 87 Sr/ 86 Sr= dır. Ana kayacın (siyenit) Sr izotop bileşimi ise dür (Şekil 4.19). Bu veriler ışığında, 58

73 Alişar siyenitlerinin floritlere göre 87 Sr/ 86 Sr değerlerindeki artış farklı kaynak özelliklerinden veya ana kayacın radyojenik Sr ca daha zengin bir magma kaynağından oluştuğu söylenebilir. Cankılı bölgesinden elde edilen yeşil florit örneği ve ana kayacının (monzonit) 87 Sr/ 86 Sr izotop oranları sırasıyla ve dür. Akçakent ve Pöhrenk floritlerinin 87 Sr/ 86 Sr izotop oranları sırasıyla ve dir (Şekil 4.19). Bu veriler Akçakent floritlerinin Pöhrenk floritlerine göre radyojenik Sr ca daha zengin bir akışkandan çökeldiğini ve Sr ca zengin magmatik kökenli kaynak kayalardan etkilendiğini göstermektedir. Pöhrenk floritlerinin ise Sr ca nispeten fakir akışkanlardan etkilendiği söylenebilir. Farklı renkli floritler için çizilen diyagramda (Şekil 4.19), Sr izotop bileşimlerinde önemli bir değişiklik göze çarpmamaktadır. Yalnızca Pöhrenk bölgesine ait sarı renkli florit ve Alişar bölgesine ait mor renkli florit örneklerinde düşük 87 Sr/ 86 Sr izotop oranları göze çarpmaktadır. Cankılı ve Alişar bölgesine ait yan kayaç örneklerinde (nefelinli siyenit ve monzonit)ise en yüksek 87 Sr/ 86 Sr izotop oranları belirlenmiştir. Bu heterojen Sr izotop oranları floritlerin magmatik kökenli bir akışkandan türediğini veya yan kayaçlardan büyük oranda Sr izotop katkısını gösterir niteliktedir. Neodimyum izotop oranı analizleri yalnızca Bayındır bölgesinden elde edilen yeşil ve mor renkli florit örneklerinde yürütülmüştür. Örneklerin 143 Nd/ 144 Nd oranları arasındadır (Çizelge 4.4). Floritlerin renklerine göre çizilen Şekil 4.20 deki diyagramda, yeşil renkli floritlere ait 143 Nd/ 144 Nd izotop oranının ( ) mor renkli floritlere( ) göre daha yüksek olduğu göze çarpmaktadır. Nd izotop oranlarındaki bu farklılık, Nd (ppm) konsantrasyonunda da göze çarpmaktadır (Şekil 4.21). Yeşil renkli floritlerin Nd içeriği 17.6 ile 18.8 ppm, mor renkli floritlerin Nd içeriği ise 2.5 ile 12.6 ppm arasındadır. 59

74 Şekil 4.22 deki diyagramda, Orta Anadolu intrüzifleri ve floritlerin Sr-Nd izotop oranları karşılaştırılmıştır. İntrüzif kayaçların dalma-batma ile değişikliğe uğramış bir manto kaynağından türediği ayrıca fraksiyonel kristallenme ve kabuksal kirlenme gösterdikleri belirlenmiştir (İlbeyli vd. 2009). Floritlerin 143 Nd/ 144 Nd izotop oranlarının ( ) intrüzif kayaçların 143 Nd/ 144 Nd oranlarına göre ( ) (Çizelge 4.5) daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Şekil 4.22 de Hamit (Bayındır) plütonu Sr-Nd izotop oranlarının Bayındır floritleri ile aynı aralıkta olduğu göze çarpmaktadır. Bu durum floritlerin izotop bileşimine yan kayaç etkisini kanıtlar niteliktedir. Çizelge 4.4 Ana kayaç, Orta Anadolu floritleri ve intrüziflerinin 87 Sr/ 86 Sr ve 143 Nd/ 144 Nd izotop oranları ve Sr-Nd konsantrasyonları (ppm) Mineral Örnek No Sr (ppm) 87 Sr/ 86 Sr Nd (ppm) 143 Nd/ 144 Nd Mor Florit BYD1-1/ ± ± 04 Mor Florit BYD1-1/ ± ± 21 Mor Florit BYD2-1/ ± 08 2, ± 24 Mor Florit BYD ± ± 05 Mor Florit BYD-3/ ± ± 04 Mor Florit BYD-4/ ± ± 13 Mor Florit BYD-4/ ± ± 14 Mor Florit BYD-5/ ± Mor Florit BYD ± Mor Florit ALI-3/ ± Mor Florit ALI ± Mor Florit ISA ± Yeşil Florit BYD1-1/ ± ± 04 Yeşil Florit BYD ± ± 03 Yeşil Florit BYD2-1/ ± ± 04 Yeşil Florit BYD-5/ ± Yeşil Florit AKC-2/ ± Yeşil Florit CAN ± Sarı Florit PHR-2/ ± Kalsit ALI-3/ ± Nefelin Siyenit ALI ± Monzonit CAN ±

75 Çizelge 4.5 Oksijen izotop analiz sonuçları ( VSMOW) (İlbeyli vd den alınmıştır) Lokasyon Sr (ppm) 87 Sr/ 86 Sr Nd (ppm) 143 Nd/ 144 Nd Behrekdağ ± ± 04 Cefalıkdağ ± ± 05 Cefalıkdağ ± ± 05 Cefalıkdağ ± ± 05 Çelebi ± ± 05 Baranadağ ± ± 05 Hamit ± ± 05 Hamit ± ± 05 Hamit ± ± Sr/ 86 Sr 0,7100 0,7095 0,7090 0,7085 0,7080 Bayındır-mor fluorit Bayındır-yeşil fluorit İsahocalı-mor fluorit Alişar-mor fluorit Akçakent-yeşil fluorit Cankılı-yeşil fluorit Pöhrenk-sarı fluorit Alişar-kalsit Cankılı-ana kaya Alişar-ana kaya 0,7075 0,000 0,002 0,004 0,006 0,008 0,010 1/Sr (ppm) Şekil 4.19 Çalışma alanından elde edilen kalsit, ana kaya ve floritlerde Sr konsantrasyonu (ppm) ve 87 Sr/ 86 Sr izotop oranları 61

76 143 Nd/ 144 Nd 0, , , , , , , , ,7086 0,7088 0,7090 0,7092 0,7094 0, Sr/ 86 Sr BYD2-1/2 BYD3-2 BYD1-1/22 BYD1-1/1 BYD1-1/21 BYD2-1/1 BYD3-1 BYD-3/1 BYD-4/1 BYD-4/2 Şekil 4.20 Bayındır floritlerinin 87 Sr/ 86 Sr ve 143 Nd/ 144 Nd izotop oranları 0, ,51265 Bayındır-mor fluorit Bayındır-yeşil fluorit 143 Nd/ 144 Nd 0, , , , , , Nd (ppm) Şekil 4.21 Bayındır floritlerinin Nd (ppm) ve 143 Nd/ 144 Nd izotop oranları 62

77 Şekil 4.22 Orta Anadolu intrüzifleri (İlbeyli 2004) ve Bayındır floritlerinin 87 Sr/ 86 Sr ve 143 Nd/ 144 Nd izotop oranları 4.4 Duraylı İzotop Jeokimyası İzotop analizlerinde elde edilen veriler belirli bir standarda göre göreceli olarak izotopsal zenginleşme ve fakirleşme olarak ifade edilir. Yan kayacın kimyasal kompozisyonu, ana ve iz element analizleri, minerallerin oluşum sırası, dengede bulunan mineral çiftlerinin tespit edilmesi ve oluşum sıcaklıklarının belirlenmesi gibi çalışmalar duraylı izotop analizleri ile paralel gerçekleştirilmesi gereken diğer çalışmalardır. Tüm bu çalışmalar neticesinde duraylı izotop analizlerinde elde edilen sonuçlar aşağıda maddeler halinde sunulan hususların belirlenmesinde direkt katkı sağlayabilir (Ohmoto 1986). Cevher oluşumuna ait sıcaklık, basınç ve oluşum derinliği gibi fiziksel oluşum şartları Cevher oluşturan çözeltilerin kökeni ve kimyasal bileşimi Çalışılan minerallere ait redoks durumu. 63

78 Florit damarlarında ikincil olarak oluşan silika, kalsit ve sülfat minerallerinde duraylı izotop analizleri (δ 18 O, δ 13 C, δ 34 S) yapılarak florit oluşumunda etkili olan hidrotermal akışkanların kökeni irdelenmiştir. 4 adet silika örneğinde δ 18 O, 2 adet karbonatlı kayaç örneğinde δ 13 C, 2 adet pirit, 1 adet barit ve 1 adet sülfat örneğinde δ 34 S izotop analiz sonuçları değerlendirilmiştir Oksijen izotop sonuçları Florit cevherleşmesinde etkili olan akışkan ve/veya akışkanların kökenine yönelik tanımlamaların yapılabilmesi için Bayındır ve Yeniyapan bölgelerindeki ana damarlardan ve Akçakent bölgesinden seçilen makro örneklerden ayıklanan kuvars minerallerinde yapılan δ 18 O izotop analizlerinin sonuçları çizelge 4.6 ve şekil 4.23 de verilmiştir. Bayındır ve Yeniyapan bölgesindeki kuvars örnekleri için δ 18 O değerleri arasında dar bir aralıkta, Akçakent bölgesine ait kuvars örneklerinde ise arasında değişmektedir. Bu değerler magmatik ve metamorfik kökenli kayaçlar ile örtüşmektedir (White vd. 1973). Bu yüksek δ 18 O değerleri muhtemelen üst kabuk kökenli granitik magmalardan kaynaklanmaktadır (Boztuğ vd. 2007). Çizelge 4.6 Oksijen izotop analiz sonuçları ( VSMOW) Örnek Örnek Lokasyonu No Mineral δ 18 O Bayındır BYDS1 Silika 14.3 Yeniyapan BYDS5 Silika 15.4 Akçakent AKCS1 Silika 10.6 Akçakent AKCS6 Silika

79 Şekil 4.23 Çeşitli kayaçlarda ve İç Anadolu florit yataklarındaki kuvars minerallerinde δ 18 O izotop değerleri (VSMOW) (Hoefs 1987) Karbon ve Oksijen izotop analiz sonuçları Alişar ve Cankılı bölgelerinden toplanan karbonat minerallerinin δ 13 C izotop değerleri ve dir (Çizelge 4.7, Şekil 4.24). δ 18 O izotop değerleri ise ve dir. Karbon izotop değerleri denizel kökenli kireçtaşlarına ait δ 13 C izotop oranları ile örtüşmektedir. Çizelge 4.7 Karbonatların karbon ve oksijen izotop analiz sonuçları ( ) Örnek Lokasyonu Örnek No Mineral δ 13 C( PDB) δ 18 O ( VSMOW) Alişar ALIC3 Kalsit Cankılı CANC1 Kalsit

80 Şekil 4.24 İç Anadolu florit yataklarındaki kalsit minerallerine ait δ 13 C izotop değerleri (VPDB) (Rollinson 1993) Kükürt izotop sonuçları Arazi çalışmalarında Pöhrenk bölgesinden toplanan barit ve sülfat minerallerinde ve ayrıca Alişar ve Akçakent bölgelerinden seçilen örneklerden ayıklanan pirit minerallerinde yapılan kükürt izotop analiz sonuçları çizelge 4.8 de verilmiştir. δ 34 S izotop değerleri barit örneği için 5.5, sülfat örneği için 20.3, pirit örnekleri için ise -2.9 ve 0.2 dir. Örneklerin δ 34 S izotop değerleri -2.9 ile 20.3 arasında oldukça geniş bir aralıkta izlenmiştir (Şekil 4.25). Bu veriler örneklerdeki kükürdün piritler için magmatik kökenli olduğunu göstermektedir. Sülfat mineralleri (barit) için ise kükürt güncel denizel sülfatlardan türemiştir. 66

81 Çizelge 4.8 Kükürt izotop analiz sonuçları ( ) Örnek Örnek Lokasyonu No Mineral δ 34 S ( V-CDT) Akçakent AKCP1 Pirit 0.2 Alişar ALIP1 Pirit -2.9 Pöhrenk PHRB1 Sülfat 20.3 Pöhrenk PHRS2 Barit 5.5 Şekil 4.25 İç Anadolu florit yataklarındaki sülfat minerallerine ait δ 34 S izotop değerleri (VCDT) (Hoefs 1987, Rollinson 1993) 67

82 5. SIVI KAPANIM ÇALIŞMALARI Sıvı kapanım çalışmaları sıvı kapanım kesitlerinin petrografi incelemeleri yapılarak kapanımlar tespit edildikten sonra ısıtma ve soğutma ölçümleri olarak iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Soğutma deneyi süresince tamamen donan sıvı kapanırlarda ilk ergimeler başladığı sırada gözlenen ilk sıcaklık ötektik sıcaklık değeridir (Te). Kapanımda son buz kristalinin ergimeye başladığı andaki sıcaklık ise ergime sıcaklığıdır (Tm-ice). Sıvı kapanımların son buz kristalinin ergime sıcaklığına (Tm-ice) bağlı olarak sıvı kapanımı dolduran sıvıların tuzluluk değerleri (%NaCl eş değeri olarak) saptanarak oluşum sırasında etkili olan çözelti sistemlerinin kaynak özellikleri belirlenebilmektedir (Sezerer-Kuru 2006). Isıtma evresi sırasında sıvı kapanım, sıvı veya gaz fazında homojenleşenleşip tek bir faza dönüşene kadar ısıtılır ve homojenleşmenin gerçekleştiği andaki sıcaklık (Th) olarak tanımlanır. Sıvı kapanım çalışmaları cevher damarlarından seçilen toplamda 19 adet florit üzerinde yapılmıştır. Bayındır, Yeniyapan, Alişar, İsahocalı, Akçakent, Pöhrenk ve Cankılı bölgelerine ait yapılan toplamda 200 adet ölçümün sonuçları diyagramlar ile değerlendirilmiştir. İncelenen florit örneklerinde içerdikleri bileşimlerine göre 3 farklı tip sıvı kapanım oluşumu gözlenmiştir; I. Birincil kökenli, iki fazlı (gaz(v)+sıvı(l)) sıvı kapanımlar; minerallerin büyüme zonlarında veya izole tek bir oluşum şeklinde II. İkincil kökenli, iki fazlı (gaz (V)+sıvı(L)) ve tek fazlı (sıvı(l)) sıvı kapanımlar; kristalin büyümesinden sonra oluşmuş mikro çatlaklar boyunca III. Yalancı ikincil kökenli iki fazlı (gaz(v)+sıvı(l)) ve tek fazlı (sıvı(l))sıvı kapanımlar; kristalin büyüme zonlarının sonlandığı kısımlarda veya ek bir büyüme zonu ile sarılmış şekilde İncelenen sıvı kapanım örneklerinde katı içeriği (tuz veya içelti mineral) gözlenmemiştir. Sıvı kapanımlar genellikle tüpsü, yıldız ve düzensiz şekillikuyruklu(necking down yapısı) olarak gelişmiştir. Homojenleşme sıcaklıkları (Th) C arasında, %0-20 NaCl eşdeğeri tuzluluk aralığı belirlenmiştir. Düşük 68

83 homojenleşme sıcaklık aralığı ve düşük-orta NaCl eşdeğeri tuzluluk oranları florit cevherleşmesi sırasında kaynamanın gerçekleşmediğini ve meteorik suyun sisteme dahil olduğunu göstermektedir. Sıvı kapanım ölçümleri sonucunda tespit edilen düşük tuzluluk ve düşük-orta homojenleşme sıcaklık (Th) aralığı meteorik suların katkısını göstermektedir (Hill vd. 2000). 5.1 Bayındır Cevherleşmesi Çalışma alanında hakim cevher minerali florittir. 3 ana damardan toplanan BYD-D1, BYD-1, BYD-D2, BYD-2, BYD3/1 ve BYD 4/1 nolu 6 adet örnekte incelemeler iki fazlı (gaz (V)+sıvı (L)) birincil ve yalancı ikincil kökenli (Çizelge 5.1), düzensiz şekilli ve tüpsü sıvı kapanımlarda yürütülmüştür (Şekil 5.1). İncelenen mor ve yeşil renkli florit minerallerinde toplamda 39 adet ölçümün sonuçları çizelge 5.1 de verilmiştir. Kapanımların boyutları 5-47 mikron boyutunda değişmektedir. Homojenleşme sıcaklıkları düşük-orta sıcaklık aralığında (Th) ( C) belirlenmiştir (Şekil 5.2). Homojenleşmeler sıvı fazda gerçekleşmiştir. Ötektik sıcaklık (Te) değeri -20 C ile -50 C arasında gözlenmiştir. Son buz ergime sıcaklık değerleri ise 0 C ile -6.8 C aralığındadır ve % NaCl eş değer tuzluluk belirlenmiştir (Şekil 5.2). BYD-D2 nolu örnekte mor ve yeşil renkli florit mineralleri geçişli olarak gözlenmiştir. Mor renkli floritlerde homojenleşme sıcaklık aralığı (Th) C dir. Yeşil renkli floritlerde ise 146 ile 190 C arasında homojenleşme sıcaklıkları (Th) belirlenmiştir. Yeşil floritlerde homojenleşme sıcaklık aralığı, mor floritlere göre göreceli olarak daha yüksektir. Bayındır florit dolguları birçok aşamada oluşmuşlardır. Bunun sonucu olarak mineral parajenezinde tespit edilen ardalanma, birbirine yakın aynı kökenli iki kapanımın homojenleşme sıcaklık aralığının ve NTE bileşiminin farklı olması ısı değişimlerine 69

84 bağımlı yeni ergiyiklerin mineralleşme ortamına dahil olması ile açıklanabilir. Bu varsayım florit içerisinde görülen kuvars minerallerinin varlığı ile de desteklenebilir (Yaman 1984). Şekil 5.1 a. Birincil-iki fazlı (L+V) sıvı kapanımlar (necking down yapısı), b. Birincil-iki fazlı kapanımlar, c. Birincil-iki fazlı (L+V) sıvı kapanım, d. Birincil ve yalancı ikincil-iki fazlı (L+V) sıvı kapanımlar, e. Birincil-iki fazlı sıvı kapanım (L+V) (L:sıvı, V:gaz) 70

85 Ölçüm Sayısı Ölçüm Sayısı (a) Th (ºC) (b) Tuzluluk (%NaCl) Şekil 5.2 a. Bayındır floritlerinin homojenleşme sıcaklık aralığını gösteren histogram b. Bayındır floritleri tuzluluk değerlerini gösteren histogram 71

86 72 Çizelge 5.1 Bayındır floritleri sıvı kapanım sonuçları(p: birincil, ps: yalancı ikincil) Frekans Örnek No Mineral Kapanım Türü Kapanım Bulunuşu Kapanım Şekli Te ( C) Tmice( C) Th ( C) Homojenleşme Fazı Tuzluluk %NaCl BYD-D1 mor florit 1 p, iki fazlı (L+V) izole/tek başına düzensiz şekilli V L düzensiz/tüpsü şekilli V L V L özşekilsiz V L V L 4 BYD1.2 mor florit 1 p, iki fazlı (L+V) dağınık halde özşekilsiz V L V L V L 2.2 BYD1.2 mor florit 1 ps, iki fazlı mikro çatlak boyunca düzensiz şekilli V L 0 (L+V) V L V L V L V L V L V L V L V L 0 BYD-D2 mor florit 1 p, iki fazlı (L+V) tane sınırı boyunca düzensiz/kuyruklu V L 2.4 şekilli V L V L V L

87 73 Çizelge 5.1 Bayındır floritleri sıvı kapanım sonuçları(p: birincil, ps: yalancı ikincil (devam) BYD-D2 yeşil florit 1 p, iki fazlı izole/tek başına tüpsü/kuyruklu şekilli V L 0.5 (L+V) V L V L V L dağınık halde V L V L V L V L 0.2 BYD3.1 mor florit 1 p, iki fazlı izole/tek başına tüpsü şekilli (L+V) V L V L 0.4 BYD3/1 mor florit 1 p, iki fazlı izole/tek başına özşekilsiz V L 10.2 (L+V) V L 5.9 BYD4/1 mor florit 1 p, iki fazlı tane sınırı boyunca tüpsü şekilli V L 3.7 (L+V) V L V L

88 5.2 Yeniyapan Cevherleşmesi Çalışma alanında sıvı kapanım ölçümleri 3 adet mor renkli florit örneğinde gerçekleştirilmiştir. Toplamda 21 adet ölçümün sonucunda birincil ve ikincil kökenli, iki fazlı (sıvı-gaz) kapanımlarda (Şekil 5.3) tespit edilen homojenleşme sıcaklıkları (Th) C aralığındadır (Şekil 5.4). Homojenleşmeler sıvı fazda gerçekleşmiştir. Kapanımların boyutları 5-40 mikron arasında değişmektedir. Ötektik sıcaklık değeri -18 ve -45 C aralığında izlenmiştir. Son buz ergime sıcaklıkları -0,7 ile -9.9 C arasında, % NaCl eş değer tuzluluk belirlenmiştir (Çizelge 5.2). Şekil 5.3 a, b. Birincil-iki fazlı (L+V) sıvı kapanımlar kapanımlar (L; sıvı, V: gaz) 74

89 Ölçüm Sayısı Ölçüm Sayısı (a) Th ( C) 15 (b) Tuzluluk (%NaCl) Şekil 5.4 a. Yeniyapan floritlerinin homojenleşme sıcaklık aralığını gösteren histogram, b. Yeniyapan floritlerinin tuzluluk değerlerini gösteren histogram 75

90 76 Çizelge 5.2 Yeniyapan floritleri sıvı kapanım sonuçları(p: birincil, ps: yalancı ikincil) Frekans Örnek No Mineral Kapanım Türü Kapanım Bulunuşu Kapanım Şekli Te ( C) Tmice( C) Th ( C) Homojenleşme Fazı Tuzluluk %NaCl BYD-7.a mor florit 1 p, iki fazlı (L+V) izole/tek başına tüpsü şekilli V L V L p, iki fazlı (L+V) mikro çatlak boyunca V L - BYD-7.b mor florit 1 ps, iki fazlı mikro çatlak boyunca düzensiz/kuyruklu V L 6.9 (L+V) şekilli V L V L V L V L V L V L V L 5.1 BYD-6.a mor florit 1 ps, iki fazlı mikro çatlak boyunca özşekilsiz -40/ V L 9.5 (L+V) V L V L V L p, iki fazlı (L+V) tek başına/izole -39.8/ V L 3.4 BYD-6.b mor florit 1 p, iki fazlı (L+V) tek başına/izole tüpsü V L V L V L 1.7 BYD-D6 mor florit 1 ps, iki fazlı mikro çatlak boyunca özşekilsiz V L 2.6 (L+V) V L

91 Ölçüm Sayısı Ölçüm Sayısı 5.3 İsahocalı Cevherleşmesi İsahocalı cevherleşme bölgesindeki mor renkli florit damarlarından seçilen örneklerde toplamda 15 adet ölçüm yapılmıştır. İSA-1 VE İSA-3 nolu örneklerde kapanımların boyutları 3-20 mikron arasında değişmektedir. Birincil kökenli iki fazlı (sıvı-gaz) kapanımlarda homojenleşme sıcaklık değerleri (Th) C aralığında belirlenmiştir (Çizelge 5.3). Homojenleşmeler sıvı fazda gerçekleşmiştir. Ötektik sıcaklık değerleri - 22 ve -47,8 C aralığında değişmektedir. Son buz ergime sıcaklık değerleri 0 ile -4 C aralığında, %0-6.5 NaCl eşdeğeri tuzluluk oranları belirlenmiştir (Şekil 5.5). 8 6 (a) Th ( C) 10 (b) Tuzluluk (%NaCl) Şekil 5.5 a. İsahocalı floritlerinin homojenleşme sıcaklık aralığını gösteren histogram b. İsahocalı floritleri tuzluluk değerlerini gösteren histogram 77

92 78 Çizelge 5.3 İsahocalı floritleri sıvı kapanım sonuçları(p: birincil) Frekans Örnek No İSA-1.a Mineral mor florit Kapanım Türü Kapanım Bulunuşu Kapanım Şekli Te ( C) Th ( C) Homojenleşme Fazı Tuzluluk %NaCl 1 p,iki fazlı (L+V) izole,tek başına tüpsü şekilli V L V L düzensiz şekilli V L V L 0.5 Tmice( C) İSA-3.a mor florit 1 p,iki fazlı tüpsü, düzensiz -40.5/- izole,tek başına (L+V) şekilli V L V L / V L V L tane sınırları boyunca V L 3.1 İSA-3.b mor florit 1 p,iki fazlı (L+V) dağınık halde tüpsü şekilli V L V L V L V L V L V L

93 5.4 Alişar Cevherleşmesi Mor renkli florit örneklerinde kapanımlar birincil kökenli ve iki fazlıdır (sıvı-gaz) (Şekil 5.6). 16 adet ölçümün sonuçları çizelge 5.4 de verilmiştir. Kapanımların boyutları oldukça küçüktür, 5-20 mikron arasında değişmektedir. Homojenleşme sıcaklıkları C arasında belirlenmiştir. Homojenleşmeler sıvı fazda gerçekleşmiştir. Ötektik sıcaklıkları -24 ile -48 aralığında, son buz ergime sıcaklıkları ise 0 C ile -9.1 C arasında gözlenmiştir. %1-13 NaCl eşdeğer tuzluluk değerleri belirlenmiştir. Şekil 5.6 a, b. Birincil-iki fazlı sıvı kapanımlar (L+V) (L: sıvı, V: gaz) 79

94 Ölçüm Sayısı Ölçüm Sayısı 4 3 (a) Tuzluluk (NaCl) 10 (b) Tuzluluk (NaCl) Şekil 5.7 a. Alişar floritlerinin homojenleşme sıcaklık aralığını gösteren histogram b. Alişar floritlerinin tuzluluk değerlerini gösteren histogram 80

95 81 Çizelge 5.4 Alişar floritleri sıvı kapanım sonuçları(p: birincil) Frekans Örnek No Mineral Kapanım Türü Kapanım Bulunuşu Kapanım Şekli Te ( C) Tmice( C) Th ( C) Homojenleşme Fazı Tuzluluk %NaCl ALI-1.a mor florit 1 p,iki fazlı (L+V) izole, tekbaşına tüpsü şekilli V L V L V L 11 ALI-1.b mor florit 1 p,iki fazlı (L+V) dağınık halde tüpsü şekilli V L V L V L 1.7 ALI-1.c mor florit 1 p,iki fazlı (L+V) dağınık halde tüpsü şekilli V L V L 0.9 ALI-1.d mor florit 1 p,iki fazlı (L+V) dağınık halde tüpsü şekilli V L V L V L 0.5 ALI-1.e mor florit 1 p,iki fazlı (L+V) dağınık halde tüpsü şekilli V L V L V L V L V L

96 5.5 Akçakent Cevherleşmesi Akçakent bölgesine ait yeşil renkli floritlerde toplamda 25 adet ölçüm yapılmıştır. AKÇ-6 ve AKÇ-6.2 nolu örneklerde kapanımların boyutları 5 ile 85 mikron arasında değişmektedir. Birincil, ikincil ve yalancı ikincil kökenli iki fazlı (sıvı-gaz) sıvı kapanımlarda (Şekil 5.8) belirlenen homojenleşme sıcaklık değerleri C arasında değişmektedir. Ötektik sıcaklık değeri -22 ile -46 C aralığında izlenmiştir. Son buz ergime sıcaklığı 0 ile -8 C aralığında, %0-7.9 NaCl eşdeğer tuzluluk oranları belirlenmiştir (Çizelge 5.5). Şekil 5.8 a. Birincil-iki fazlı (L+V) sıvı kapanım, b. Yalancı ikincil ve birincil-iki fazlı fazlı (L+V) sıvı kapanımlar, c. Yalancı ikincil-iki fazlı (L+V) sıvı kapanımlar, d. Tek fazlı sıvı kapanımlar (L: sıvı, V: gaz) 82

97 Ölçüm Sayısı Ölçüm Sayısı Th ( C) (a) (b) Tuzluluk (% NaCl) Şekil 5.9 a. Akçakent floritlerinin homojenleşme sıcaklık aralığını gösteren histogram, b.akçakent floritlerinin tuzluluk değerlerini gösteren histogram 83

98 84 Çizelge 5.5 Akçakent floritleri sıvı kapanım sonuçları (p: birincil, s: ikincil, ps: yalancı ikincil) Frekans Örnek No Mineral Kapanım Türü Kapanım Bulunuşu Kapanım Şekli Te Tmice( C) Th Homojenleşme Tuzluluk ( C) ( C) Fazı %NaCl AKC-6.1.a yeşil florit 1 p,iki fazlı (L+V) izole,tek başına düzensiz, yıldız şekilli V L ps,iki fazlı (L+V) tane içi çatlak boyunca tüpsü şekilli V L V L V L V L 0 AKC-6.1.b yeşil florit 1 p, iki fazlı (L+V) izole,tek başına düzensiz,tüpsü şekilli V L ps, iki fazlı tane içi çatlak boyunca V L 3.6 (L+V) V L V L V L 0.9 AKC-6.1.c yeşil florit 1 p iki fazlı (L+V) izole,tek başına düzensiz şekilli V L V L V L V L 0 AKC-6.2.a yeşil florit 1 p, iki fazlı (L+V) izole,tek başına düzensiz,tüpsü şekilli V L V L V L V L 5.9 AKC-6.2.b yeşil florit 1 ps, iki fazlı mikro çatlak boyunca V L 7.9 (L+V) V L V L 5 4 p, iki fazlı (L+V) izole,tekbaşına V L V L /- 32-8/ /3.4 84

99 5.6 Cankılı Cevherleşmesi Yeşil renkli CAN-2 ve CAN-11 nolu floritlerde toplamda 36 adet ölçümün sonuçlarına göre örneklerde tespit edilen kapanımların boyutları 5-45 mikron arasında değişmektedir. Birincil, ikincil ve yalancı kökenli iki fazlı (sıvı-gaz) sıvı kapanımlarda (Şekil 5.10) belirlenen homojenleşme sıcaklık aralığı C dir (Şekil 5.11, Çizelge 5.6). Homojenleşmeler sıvı fazda gerçekleşmiştir. Ötektik sıcaklık değerleri (Te) -20 ile -55 C aralığında izlenmiştir. Son buz ergime sıcaklık değerleri (Tm-ice) 0 ile -3.8 C aralığında, %0-6.2 NaCl eşdeğer tuzluluk oranları belirlenmiştir. Şekil 5.10 a. Birincil-iki fazlı (L+V) sıvı kapanım, b. Birincil-iki fazlı (L+V) sıvı kapanımlar, c. Birincil- iki fazlı (L+V) ve tek fazlı sıvı kapanımlar, d. Yalancı ikincil-iki fazlı sıvı kapanımlar (L+V) (L: sıvı, V: gaz) 85

100 Ölçüm Sayısı Ölçüm Sayısı (a) Th ( C) (b) Tuzluluk (%NaCl) Şekil 5.11 a. Cankılı floritlerinin homojenleşme sıcaklık aralığını gösteren histogram, b. Cankılı floritlerinin tuzluluk değerlerini gösteren histogram 86

101 87 Çizelge 5.6 Cankılı floritleri sıvı kapanım sonuçları (p: birincil, s: ikincil, ps: yalancı ikincil) Frekans Örnek No Mineral Kapanım Türü Kapanım Bulunuşu Kapanım Şekli Te ( C) Tm-ice ( C) Th( C) Homojenleşme Fazı Tuzluluk %NaCl CAN-1.a yeşil florit 1 p, iki fazlı (L+V) izole, tek başına tüpsü şekilli V L 1, V L V L V L V L V L ,5 178 V L 2,6 CAN-1.b yeşil florit 1 ps, iki fazlı (L+V) tane sınırları boyunca tüpsü,düzensiz şekilli -40-1,3 155 V L V L V L 1, V L V L V L V L V L ,5 170 V L p, iki fazlı (L+V) izole,tek başına düzensiz şekilli -36, V L , V L kuyruklu şekilli V L V L 0 CAN-2.a yeşil florit 1 ps, iki fazlı (L+V) tüpsü,düzensiz şekilli -38-3,8 161 V L ,4 190 V L ,6 188 V L 1.1 CAN-2.b yeşil florit 1 ps, iki fazlı (L+V) dağınık halde tüpsü,düzensiz şekilli V L ,1 185 V L V L - 4 s, iki fazlı (L+V) dağınık halde düzensiz şekilli -25-0,7 150 V L V L V L V L - 87

102 88 Çizelge 5.6 Cankılı floritleri sıvı kapanım sonuçları (p: birincil, s: ikincil, ps: yalancı ikincil) (devam) CAN-2.c yeşil florit 1 p, iki fazlı (L+V) izole,tek başına düzensiz şekilli V L 0 2 yıldız şekilli V L 0 3 kuyruklu şekilli V L V L V L V L - 88

103 5.7 Pöhrenk Cevherleşmesi Sarı ve beyaz renkli floritlerde toplam 47 adet ölçüm yapılmıştır. PHRV, PHR23 ve PHR24 nolu örneklerde kapanımların boyutları 5 ile 140 mikron arasında değişmektedir. Sıvı kapanımlar genellikle tüpsü, düzensiz şekilli ve kübik şekillerde gelişmiştir. Birincil ve ikincil kökenli iki fazlı (sıvı-gaz) sıvı kapanımlarda (Şekil 5.12) tespit edilen homojenleşme sıcaklık değerleri C (Şekil 5.13; Çizelge 5.7) aralığında belirlenmiştir ve homojenleşmeler ağırlıklı olarak sıvı fazda gerçekleşmiştir. Ötektik sıcaklık değerleri -22 ile -45 C aralığında değişmektedir. Son buz ergime sıcaklıkları ise 0 ile C aralığında, %0-20 NaCl eşdeğer tuzluluk değerleri belirlenmiştir. 89

104 Şekil 5.12 a,b. Birincil-iki fazlı (L+V) sıvı kapanım, c,d. Birincil-iki fazlı (L+V) sıvı kapanımlar, e. Tek fazlı kapanımlar, f. Yalancı ikincil-iki fazlı ve tek fazlı sıvı kapanımlar (L: sıvı, V: gaz) 90