HASANÇELEBÝ (MALATYA) DEMÝR OKSÝT YATAKLARININ OLUÞUM KOÞULLARI; MÝKROTERMOMETRÝK BÝR YAKLAÞIM

Transkript

1 MTA Dergisi, 132, , 2006 HASANÇELEBÝ (MALATYA) DEMÝR OKSÝT YATAKLARININ OLUÞUM KOÞULLARI; MÝKROTERMOMETRÝK BÝR YAKLAÞIM Gülay SEZERER KURU*, Ýlkay KUÞCU**, Bilge ÞALIÞ***, Erkan YILMAZER****, ve Gökhan DEMÝRELA***** ÖZ.- Bu çalýþmada Hasançelebi demiroksit yataklarýnda cevherleþmeyi barýndýran metazomatik zonlardaki skapolit, flogopit, fluorit, kalsit, ve barit gibi minerallerde mikrotermometrik incelemeler yapýlarak, bu minerallerin oluþum koþullarýnýn belirlenmesi amacýyla homojenleþme sýcaklýklarý ve %'de NaCl eþ deðeri olarak tuzluluklarý hesaplanmýþtýr. Bu iki parametrenin kullanýlmasýyla, hidrotermal sistemde etkili olan akýþkanlarýn yoðunluðu hakkýnda yaklaþýmlar yapýlmýþ ve bu mineralleri oluþturan akýþkanlarla, bilinen sistemlerdeki akýþkanlar karþýlaþtýrýlmýþtýr. Mikrotermometrik incelemeler, homojenleþme ve tuzluluk deðerlerinin (%'de NaCl-eþ deðeri olarak) minerallere göre; skapolit ( C, 10-21), flogopit (>700 C, 25), barit ( C ile C, 4,7-13), fluorit ( C, 4,7-13) ve kalsit ( C) arasýnda deðiþtiðini göstermiþtir. Bu deðerlere göre orta ve yüksek tuzluluða sahip ve homojenleþme sýcaklýklarý düþük olan sývý kapanýmlarýnýn yoðunluklarýnýn dah düþük olduðu ortaya konmuþtur. Anahtar kelimeler: Hasançelebi, Malatya, sývý kapanýmlar, demiroksit, skapolit, flogopit, fluorit, barit, demiroksit- Cu-Au yataklarý. GÝRÝÞ Cevher mineralleri ile iliþkili saydam-yarý saydam gang minerallerindeki birincil ya da yalancý ikincil kapanýmlarýn cevher taþýyan çözeltilerin özelliklerini taþýdýðý kabul edilir. Farklý yatak türlerinde oluþan sývý kapanýmlarýnýn özelliklerini genellemek zor olmasýna raðmen, cevherleþme sistemi içindeki bir sývý kapanýmýn çalýþýlmasýnýn en etkili yolu, sývý kapanýmlarýnýn homojenleþme sýcaklýklarý ve %'de NaCl eþ deðeri olarak tuzluluk deðerleri gibi parametrelerini ele almaktýr. Öte yandan, bu parametreler doðrudan cevherleþme sisteminin sýcaklýðý ya da tuzluluðunun bir fonksiyonu da deðildir. Esas cevherleþme sisteminin sýcaklýðý ve tuzluluk deðerleri ancak cevher mineralinin kendisinden elde edilmelidir. Ancak, bu iki parametre arasýndaki genel iliþki ve doðal deðiþkenlik, onlarý hidrotermal sistemlerin karþýlaþtýrýlmasýnda çok faydalý kýlmaktadýr. Çalýþma alaný Malatya ili kuzeybatýsýndaki Hasançelebi yerleþim alaný ve çevresini kapsamakta olup Malatya-Kangal yoluyla kolaylýkla ulaþýlmaktadýr (Þekil 1). Hasançelebi (Hekimhan- Malatya) bölgesi düþük tenörlü ancak büyük rezervli demiroksit cevherleþmelerinin bulunduðu bir provens olarak bilinmektedir. Bu provens içinde yer alan demir yataklarý ve bu yataklarýn jeolojisi ve ekonomik özellikleri MTA baþta olmak ü- zere çok sayýda çalýþmaya (Stendal ve diðerleri, 1990, 1995; Yýlmaz, 1991; Yýlmaz ve diðerleri, 1993) konu olmuþtur. Tüm bu çalýþmalar bölgenin jeolojisi cevherleþmelerin ve demirin kökeni ile ilgilidir. Güncel bazý çalýþmalar ise Hasançelebi bölgesi cevherleþmelerinin Demiroksit - Bakýr - Altýn (DOBA) tipi bir cevherleþme olduðunu öne sürmektedir (Kuþçu, 2003; Kuþçu ve diðerleri, 2003; Yýlmaz ve diðerleri, 2004; Kuþçu ve diðerleri, 2005 a; 2005 b; Gökçe, 2005). Ancak cevherleþmeleri ve yan kayaç alterasyonunu oluþtu- * Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüðü, Maden Etüt ve Arama Daire Baþkanlýðý, 06658, Ankara ** Mineral Deposit Research Unit, Dept. of Earth and Ocean Sciences, University of British Columbia, Vancouver, V6T 1Z4, Kanada *** TPAO Genel Müdürlüðü, Söðütözü, Ankara **** ODTÜ Jeoloji Mühendisliði Bölümü, Ankara ***** Ankara Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliði Bölümü, Tandoðan, Ankara

2 102 Gülay SEZERER KURU, Ýlkay KUÞCU, Bilge ÞALIÞ, Erkan YILMAZER ve Gökhan DEMÝRELA Þekil 1- Çalýþmanýn yer bulduru, bölgesel jeoloji haritasý (Gürer, 1992 ve Kuþçu ve diðerleri 2005 a'dan düzenlenmiþtir). ran çözeltilerin veya cevherleþme ve alterasyonlarýn oluþum koþullarý henüz ortaya konamamýþtýr. Bu açýdan yataðýn oluþumunda etkili olan çözeltilerin sýcaklýðý, tuzluluðu ve kaynaðý ortaya konmalýdýr. Bu çalýþma da bu eksikliðin giderilmesi amaçlanmýþ ve Hasançelebi demir yataklarýnda, cevherleþmeyi barýndýran metazomatik zonlar içindeki skapolit, flogopit, fluorit, kalsit ve barit gibi mineraller üzerinde miktotermometrik analizler yapýlarak alterasyon ve cevherleþmenin oluþum koþullarý belirlenmiþtir. Çalýþma sýrasýnda herhangi bir haritalama yapýlmamýþtýr. Ancak örneklerin alýnacaðý zonlarýn belirlenmesi amacýyla Gökçe (2005) ve Kuþcu ve diðerleri, (2005 a) tarafýndan hazýrlanmýþ olan harita kullanýlmýþtýr. Her zonu temsil eden 2 veya 3 örnek olmak üzere toplam 25 adet sývý kapaným amaçlý örnek alýnmýþtýr. ÇALIÞMA ALANININ JEOLOJÝSÝ Çalýþma alaný, Doðu Toros Tektonik birliði içinde tanýmlanmýþ olan Hekimhan Havzasý olarak da bilinen bir havza içinde yer almaktadýr (Þekil 1). Geç Kretase - Eosen zaman aralýðýnda açýlmýþ olan bu havza, platform tipi karbonatlar ve ofiyolitik kayaçlarla temsil edilen bir temel üzerinde yer almaktadýr (Gürer, 1992). Yüksekova-Baskil yayýnýn kuzeyinde yer alan Hekimhan havzasýnýn temelini Geç Kampaniyen'de kuzeyden güneye aktarýlan Mesozoyik yaþlý Hocalýkova Ofiyoliti oluþturmaktadýr (Gürer, 1992). Havzada hem temele ait birimleri hem de havza oluþumu sýrasýnda oluþan sedimenter, volkanik, plütonik ve plato bazaltlarý gözlenmektedir (Þekil 1,2). Havza, karasal istiflerle baþlayýp derin denize ait birimlerle temsil edilir. Temele ait birimler üzerinde Kampaniyen sonrasýnda açýlan hav-

3 DEMÝR OKSÝT YATAKLARININ OLUÞUM KOÞULLARI 103 Þekil 2- Hasançelebi bölgesi zonlanma haritasý (Kuþçu ve diðerleri 2005 a), (kayaç birimleri þekil 1'de gösterildiði gibidir). zaya alkalen karekterli bir volkanizma da eþlik etmekte (Paleosen) ve bunlar siyenitler tarafýndan kesilmektedir. Hem siyenitler hem de volkanikler içinde yaygýn metazomatik zonlar bulunmaktadýr (Gökçe, 2005), (Þekil 2). Hekimhan ile Hasançelebi arasýndaki serpantinitler, doðu-batý uzanýmlý bir ters fay boyunca kuzeye doðru siyenit, volkanik ve metazomatik kayaçlar üzerine itilmiþlerdir. Hem siyenitler hem de Hasançelebi volkanitleri içinde gözlenen skapolitli metazomatik kayaçlar Gökçe (2005) ve Kuþçu ve diðerleri (2005 a) tarafýndan metazomatik zonlar olarak tanýmlanmýþtýr. Bu zonlar içinde yaklaþýk D-B uzanýmlý uyumsuz, dike yakýn siyenit porfirsiyenit aplit, diyabaz ve lamporfir dayklarý yer almaktadýr. Metazomatik zonlarýn ana minerali skapolittir. Skapolitin yaný sýra granat, piroksen, aktinolit, filogopit, albit, diyopsit, alkali feldspat, klorit, kalsit, tremolit, spekülarit ve epidot bulunmaktadýr. Bu mineral topluluklarý hem siyenit hem de trakitler üzerinde oluþmuþ olup, aktinolit, hematitserizit-kuvars-kalkopiritli zonlar daha çok trakitik kayaçlarda gözlenen topluluklarýdýr (Kuþcu ve diðerleri, 2005 a). Metazomatik zonlardaki minerallerin ve mineral topluluklarýnýn oluþum sýrasý; granat-piroksen (diyopsit), skapolit, filogopit-kfeldispat, filogopit-manyetit, manyetit-hematit; hematit-serizit-kuvars-kalkopirit, barit, fluorit, pirit-kalsit-siderit-ankerit, götit-malahit olarak gözlenmektedir (Kuþçu ve diðerleri, 2005 a, 2005 b; 2005 c; Gökçe, 2005). Mikrometrik Analizler Sývý kapaným örneklerinin alýnmasýndan önce, örneklerin alýnacaðý saha jeolojik ve petrografik

4 104 Gülay SEZERER KURU, Ýlkay KUÞCU, Bilge ÞALIÞ, Erkan YILMAZER ve Gökhan DEMÝRELA olarak tanýmlanmýþ, bölgedeki deformasyon yapýlarý belirlenmiþtir. Bu çalýþma kapsamýnda gerçekleþtirilen sývý kapaným çalýþmalarý, bölgede yüzeyleyen syenitik ve trakitik kayaçlar üzerinde birbirinden mineralojik olarak ayrýlabilen metazomatik zonlardan alýnmýþ örnekler üzerinde gerçekleþtirilmiþtir. Bu örnekler, yaygýn bir sodik alterasyon etkisiyle oluþmuþ sodyumlu mineraller (skapolit, albit), bunlarý ileri evrelerde ornatan potasyumlu mineraller (filogopit ve K-feldispat) ve geç evre de manyetit, serizit, fluorit, kalsit ve barit-kuvars minerallerini içeren syenitik ve trakitik kayaçlardaki metasomatik zonlardan alýnmýþtýr. Granat, piroksen, skapolit, flogopit ve manyetit daha çok siyenitik kayaçlarda daha baskýn topluluklarý, filogopit, aktinolit, kuvars, kalsit, serizit, barit ise trakitik kayaçlarda gözlenmektedir. Bu örneklerden, µm a kalýnlýðýnda ve 3x5 cm ebatlarýnda, her iki yüzeyi parlatýlmýþ sývý kapaným kesitleri hazýrlanmýþtýr. Mikrotermomerik analizlerin evrelerini oluþturan ýsýtma ve soðutma deneyleri, 0 (sýfýr) nokta, negatif nokta ve pozitif noktada olmak üzere üç noktada sentetik sývý kapanýmlar ile kalibre edilmiþ olan Reynolds Tablasýnda yapýlmýþtýr. Bu tablanýn kalibrasyonunda standart olarak hazýrlanan doðal veya doðal olmayan sývý kapanýmlar kullanýlmýþtýr (Shepherd ve diðerleri, 1985). Sývý kapaným petrografisi Reynold tablasýnýn yerleþtirildiði ''long working distance'' objektifler kullanýlarak yapýlmýþtýr. Mikrotermometrik analizlerden ýsýtma deneyi düþük sýcaklýklarda C' ye kadar, yüksek sýcaklýklarda ise C' ye kadar olan sýcaklýklarda olmak üzere iki ayrý sýcaklýk evresinde gerçekleþtirilmiþtir. Isýtma deneyleri ile sývý kapanýmlarýn homojenleþme sýcaklýklarý elde edilmiþtir (Roedder, 1977). Soðutma deneyinde son buz ergime sýcaklýklarý ölçülmüþtür. Elde edilen bu sýcaklýk deðerleri Bodnar eþitliðinde yerine konarak sývý kapanýmlarýn tuzluluk deðerleri %'de NaCl eþ deðeri olarak hesaplanmýþtýr (Bodnar, 1983; 1995). SKAPOLÝTLER Sývý kapaným petrografisi Skapolit, bölgedeki siyenitik ve trakitik kayacýn ornatýlmasýyla oluþmuþ olan ve diðer tüm minerallerin ornatýldýðý ve sodyum metazomatizmasý ile temsil edilen ilk fazýn ürünüdür ve Çoðunlukla titanit ve apatit ile birlikte bulunmaktadýr. Toplanan örneklerdeki skapolitlerde çok fazla sývý kapaným tespit edilememiþtir. Gözlenen sývý kapanýmlar ise daha çok skapolitlerin alterasyona uðradýðý serizitleþen zonlarda bulunmaktadýr. Skapolitlerdeki sývý kapanýmlara bu serizitleþmiþ zonlarda rastlanmaktadýr. Skapolitlerde oldukça az miktarlarda ve küçük boyutlarda (5-25 µm), düzensiz þekiller sunan üç fazlý (sývý, gaz, katý) yalancý birincil sývý kapanýmlara rastlanmýþtýr. Mikrotermometrik analizler Skapolitlerdeki yalancý birincil kökenli, üç fazlý (sývý, gaz, katý) sývý kapanýmlardan yapýlan ýsýtma deneyleri sonucu C arasýnda deðiþen homojenleþme sýcaklýk deðerleri ölçülmüþtür (Þekil 3). Bu sývý kapanýmlardan soðutma deneyleri sonucu tuzluluk deðerleri % (NaCl eþ deðeri olarak) arasýnda deðiþtiði belirlenmiþtir. Bu tuzluluk deðerleri göz önüne alýndýðýnda serizitleþmeye neden olan çözeltilerin tuzluluðunun yüksek olduðu görülmektedir. FLOGOPÝTLER Çalýþma alanýndaki flogopitler genellikle manyetit cevherleþmesine eþlik ettiði ve skapolitli zonlarý cepler veya damarlar þeklinde ornattýðý gözlenmiþtir. Petrografik analizlerde flogopitlerin skapolitleri maskeleyip onlarý üzerlemesi veya mikro damarcýklar boyunca skapolitleri kesmesi, oluþumlarýný skapolitlerden sonra tamamladýðýný göstermektedir (Kuþçu ve diðerleri, 2005 a, 2005 b). Flogopitlerin miktar olarak arttýðý yerler manyetit oluþumunun artýþ gösterdiði yerlere karþýlýk gelmektedir (Kuþçu ve diðerleri, 2005 b).

5 DEMÝR OKSÝT YATAKLARININ OLUÞUM KOÞULLARI 105 Þekil 3- Skapolit, fluorit, barit ve kalsitlerdeki sývý kapanýmlara ait homojenleþme sýcaklýk deðerleri. Sývý kapaným petrografisi Flogopitlerin tabaka silikatler olmalarý, sývý kapanýmlarýn flogopit tabaklarý arasýnda korunamamasýna neden olmuþtur. Bu nedenle bu mineral içinde oldukça az miktarlarda sývý kapanýmlara rastlanmýþtýr. Flogopitlerde iki fazlý (sývý, gaz), üç fazlý (sývý, gaz, katý) (Þekil.4) ve tek fazlý (sývý) birincil kapanýmlar ile iki ve üç fazlý ikincil sývý kapanýmlara rastlanmýþtýr. Genellikle birincil ve ikincil kökenli sývý kapanýmlarýn boyutlarý oldukça küçük olup düzensiz ve tüp þekilli ve morfolojiler sunmaktadýrlar. Birincil kökenli sývý kapanýmlar 1,5-6 µm arasý, ikincil kökenli sývý kapanýmlar ise 2-<2 µm boyutlarý arasýnda deðiþim göstermektedir. Birincil kökenli ve üç fazlý sývý kapanýmlardaki bazý daughter minerallerin (içelti minerallerinin), (Yaman, 1981) kýrýlma indisleri yardýmýyla flogopit olduklarý gözlenmiþtir (Þekil 4). Mikrotermometrik analizler Flogopitlerde yapýlan ýsýtma deneylerinde, birincil ve üç fazlý sývý kapanýmlarda 13 tane> 700 C ve birincil ve iki fazlý sývý kapanýmlarda ise Þekil 4- Flogopitlerdeki iki fazlý (sývý, gaz) ve üç fazlý(sývý, gaz, katý) birincil sývý kapanýmlar. 6 tane >700 C homojenleþme sýcaklýðý ölçülmüþtür. Birincil kökenli ve üç fazlý sývý kapanýmlarda yapýlan soðutma deneyleri sonucu tuzluluk deðerlerinin ortalama %'de 25 (NaCl eþ deðeri olarak) olduðu belirlenmiþtir. FLUORÝTLER Fluoritler koyu mor renkli, genellikle geç alterasyon evresinde, manyetit cevherleþmesini ornatan damarlar veya cepler halinde bulunmaktadýr. Özellikle Kuluncak bölgesinde yaygýn olarak gözlenmektedir. Sývý kapaným petrografisi Fluoritlerde üç fazlý (sývý, gaz, katý) çok katýlý birincil ve ikincil sývý kapanýmlar ile apatit kapanýmlarý tespit edilmiþtir. Üç fazlý çok katýlý birincil sývý kapanýmlar genellikle geliþigüzel þekilli ve 10-35µm arasýnda oldukça büyük boyutlara sahiptirler. Bu sývý kapanýmlarýn içerdikleri daughter minerallerinin (içelti minerali) özþekilli apatitler ve yarý öz þekilli fluoritlerden oluþmaktadýr (Þekil 5, 6).

6 106 Gülay SEZERER KURU, Ýlkay KUÞCU, Bilge ÞALIÞ, Erkan YILMAZER ve Gökhan DEMÝRELA 300ºC arasýnda yer almaktadýr (Þekil 3). Fluoritlerdeki Üç fazlý çok katýlý birincil sývý kapanýmlarda yapýlan soðutma deneyleri sonucu son buz ergime sýcaklýklarýna göre ortamýn tuzluluk deðerlerinin %4,7-13 (NaCl eþ deðeri olarak). Fluoritlerin homojenleþme sýcaklýklarý ve tuzluluk deðerleri arasýndaki iliþkide ise düþük homojenleþme sýcaklýlarýna sahip olan sývý kapanýmlarýn tuzluluklarýnýn daha yüksek sýcaklýklara göre düþük olduðu ve daha yüksek sýcaklýklardaki sývý kapanýmlarýn düþük homojenleþme sýcaklýðýna sahip sývý kapanýmlara göre tuzluluk daðýlýmlarýnýn daha homojen olduðu gözlenmiþtir (Þekil 7). Þekil 5- Fluoritlerdeki üç fazlý, çok katýlý birincil sývý kapanýmlarý. Tüm bu verilere göre fluoritlerin orta-yüksek tuzluluða sahip bir ortamda yaklaþýk 380ºC'de kristallenmeye baþladýðý ve kristallenmenin 150ºC' ye kadar devam ettiði düþünülmektedir. Þekil 6- Fluoritlerdeki apatit kapanýmý. Mikrotermometrik analizler Fluoritlerdeki üç fazlý çok katýlý birincil sývý kapanýmlarda yapýlan ýsýtma deneyleri sonucu elde edilen homojenleþme sýcaklýklarý ºC arasýnda deðiþmektedir. Üç fazlý çok katýlý ikincil sývý kapanýmlarda yapýlan ýsýtma deneyleri sonucu elde edilen homojenleþme sýcaklýklarý ise 170- Þekil 7- Fluoritler ve Baritlerden elde edilen homojenleþme sýcaklýklarý ile tuzluluk deðerleri arasýndaki iliþki. BARÝTLER Baritler çalýþma alanýnda genellikle sistemin daha geç evrelerinde kalsit ile birlikte damarlar halinde kristallenen ve sýð ortamlarý iþaret eden mineraldir.

7 DEMÝR OKSÝT YATAKLARININ OLUÞUM KOÞULLARI 107 Sývý kapaným petrografisi Baritlerde tek fazlý (sývý), negatif þekilli ve üç fazlý (sývý, gaz, katý) birincil sývý kapanýmlar ile bunlarýn yaný sýra üç fazlý ikincil (sývý, gaz, katý) sývý kapanýmlara rastlanmýþtýr (Þekil 8,9,10,11). Genellikle geliþi güzel þekillerde gözlenen üç fazlý birincil (sývý, gaz, katý) sývý kapanýmlar µm, üç fazlý (sývý, gaz, katý) ikincil kapanýmlar 3-11 µm arasýnda yer almaktadýr. Þekil 9- Baritlerdeki üç fazlý (sývý, gaz, katý) birincil þekilli sývý kapanýmlar. Þekil 10-Baritlerdeki üç fazlý (sývý, gaz, katý) ve tek fazlý birincil sývý kapanýmlar. Þekil 8- Baritlerdeki negatif kristal þekilli birincil sývý kapanýmlar. Mikrotermometrik analizler Baritlerde üç fazlý (sývý, gaz, katý) birincil kapanýmlardan elde edilen homojenleþme sýcaklýklarý C sýcaklýklar arasýnda (Þekil 3 ). Baritlerde bu sývý kapanýmlardan elde edilen tuzluluk deðerleri %'de arasýnda (NaCl eþ deðeri olarak) deðiþmektedir. Baritlerden elde edilen homojenleþme sýcaklýklarý ile tuzluluk deðerleri karþýlaþtýrýldýðýnda düþük sýcaklýða sahip olan sývý kapanýmlarýn tuzluluðunun daha yüksek sýcaklýða sahip olan ( C) sývý kapanýmlara göre yüksek olduðu gözlenmiþtir. Kristallen- Þekil 11- Baritlerdeki üç fazlý, ikincil kökenli sývý kapanýmlar.

8 108 Gülay SEZERER KURU, Ýlkay KUÞCU, Bilge ÞALIÞ, Erkan YILMAZER ve Gökhan DEMÝRELA menin ilk evrelerinde gözlenen bu tuzluluk deðerlerindeki düþüþlere kaynama olayýnýn neden olduðu söylenebilir (Þekil 7). Ötektik sýcaklýk deðerleri göz önüne alýndýðýnda ise ortamda ''H2O-NaCl-Na2SO4" çözeltisinin baskýn olduðu, ve baritlerin tuzlu ve H2O-NaCl- Na2SO4 çözelti sisteminin hakim olduðu bir ortamda 380 C-190ºC arasýnda kristallendiði söylenebilir. Üç fazlý (sývý, gaz, katý) ikincil kapanýmlar elde edilen homojenleþme sýcaklýklarý C sýcaklýklar arasýnda deðiþmektedir (Þekil 3). Baritler açýk sistemlerde yani basýnç etkisinin olmadýðý ortamlarda kaynama olayýnýn meydana geldiði ortamlarda oluþmuþlardýr. Kaynama olayý artýk çözeltinin homojenleþme sýcaklýðýnda artýþa tuzluluk deðerlerinde de azalmalara neden olmaktadýr. Kapalý sistemlerde yani litostatik ve hidrostatik basýncýn etkili olmadýðý ortamlarda elde edilen homojenleþme sýcaklýðýna bu basýnçlardan kaynaklanan düzeltme deðerinin eklenmesi ile oluþum sýcaklýðý elde edilmektedir. Bu nedenlerden dolayý açýk sistemde oluþmuþ olan baritlerin homojenleþme sýcaklýklarýnýn oluþum sýcaklýklarýna eþit olduðu kabul edilmektedir. KALSÝTLER Çalýþma alanýnda gözlenen kalsitler daha çok manyetit-hematit cevherleþmelerini ve tüm sistemi ornatan ve cevherleþme/alterayon sisteminin en son fazýný temsil eden serizit-karbonat-kuvars damar zonlarýndan alýnmýþtýr. Kalsitler ile birlikte gözlenen mineraller pirit ve kalkopirit veya malahit-azurit gibi superjen minerallerdir. Sývý kapaným petrografisi Kalsitler içinde oldukça az miktarlarda üç fazlý (sývý, gaz, katý) birincil kapanýmlara rastlanmýþtýr. Bu sývý kapanýmlar genellikle düzensiz þekilli ve dikdörtgen þekilli, 5-40 µm arasýnda boyutlara sahiptir. Bunlarýn bolluklarýnýn sýnýrlý sayýda olmasý nedeniyle az ölçüm yapýlabilmiþtir. Mikrotermometrik analizler Üç fazlý (sývý, gaz, katý) birincil kapanýmlardan elde edilen homojenleþme sýcaklýklarý C gibi oldukça geniþ bir aralýkta daðýlmaktadýr (Þekil 3). Ancak deðerlerin büyük bir kýsmýnýn (%50'den fazlasýnýn) C arasýnda yer aldýðý az bir kýsmýnýn (<%10) ise daha yüksek sýcaklýklarda oluþtuklarý görülmektedir. Bu nedenle kalsitlerin birden fazla farklý evrelerde oluþtuðu söylenebilir. Kalsitlerin litostatik basýncýn etkisi altýnda bulunmayan açýk sistemlerde oluþtuklarý düþünülerek elde edilen homojenleþme sýcaklýklarý oluþum sýcaklýklarý olarak kabul edilmiþtir. Buna göre kalsitlerin oluþumlarýnýn 320 C ile 80 C arasýnda gerçekleþtiði söylenebilir. Ancak, sývý kapanýmlarýn homojenleþme sýcaklýklarýnýn çok geniþ bir aralýk sunmasý nedeniyle oluþumun tek bir kaynaða baðlý sýcaklýk düþüþü olmadýðý, kalsitleri oluþturan çözeltilerin farklý evrelerde oluþtuðu öne sürülebilir. SIVI YOÐUNLUÐU Homojenleþme sýcaklýklarý ve tuzluluk deðerleri yardýmýyla belirlenen sývý kapanýmý oluþturan sývýlarýn sahip olduðu farklý sývý yoðunluklarý sývýlarýn akýþ mekanizmasý üzerinde oldukça etkilidir ve her hangi bir sistemde sývýnýn yoðunluðunun ortamsal deðiþimlerin deðerlendirilmesi akýþ süreçlerinin anlaþýlmasýna yardýmcý olmaktadýr. Sabit sývý yoðunluklarýnýn konturlandýðý, homojenleþme sýcaklýklarýnýn (Th) tuzluluk deðerlerine karþý çizilen diyagram kullanýlarak diyagramlar kullanýlarak, çalýþýlan ortama ait sývý yoðunluklarý bulunabilmektedir (Bodnar, 1983; Wilkinson, 2001), (Þekil 12). Elde edilen mikrotermometrik analiz çalýþmalarý sonuçlarý bu bu diyagrama aktarýldiýðýnda sývýnýn yoðunluk deðiþimleri hakkýnda fikir elde edilmiþtir. Bu diyagrama göre çalýþma kapsamýnda ale alýnan mineralleri oluþturan

9 DEMÝR OKSÝT YATAKLARININ OLUÞUM KOÞULLARI 109 akýþkanlarýn yoðunluklarý g/cm³ arasýnda yer almaktadýr. Buna göre en az yoðunluða sahip akýþkanlarýn filogopitlerle iliþkili olduðu, en yoðun akýþkanlarýn ise düþük sýcaklýkta oluþan baritlerle iliþkili olduðu görülmektedir. Fluoritlerlerin büyük bir kýsmýnýn da baritlerle ayný yoðunluk konturu civarýnda olmasý, bunlarý oluþturan akýþkanlarýn benzer ya da en azýndan ayný derinliklerde etkili olduðunu ortaya koymaktadýir. Özellikle baritlerin iki farklý yoðunluk konturu üzerinde yoðunlaþmasý, baritleri oluþturan akýþkanlarýn iki farklý kökene sahip olabileceðini veya en azýndan yoðunluk deðiþimine neden olan bir karýþýmýn etkili olabileceðini göstermektedir (Þekil 12). Þekil 12-Suya doygun NaCl -H 2 O sisteminde yoðunluklarý (g/cm 3 ) gösteren sýcaklýk-tuzluluk diyagramý (Bodnar, 1983 ve Wilkinson, TARTIÞMA VE SONUÇLAR Skapolitlerde etkili olan alterasyon olaylarý sýrasýnda birincil minerallerdeki sývý kapanýmlar korunamamýþtýr. Sývý kapanýmlarýnýn tespit edildiði skapolitler yaygýn olarak serizitleþmiþ, yer yer arjilik alterasyona uðramýþtýr. Dolayýsýyla, tespit edilen homojenleþme sýcaklýklarý ve tuzluluk deðerleri skapolitlerin gerçek deðerleri olmamalýdýr. Bu deðerler, alterasyon sýrasýnda skapolitler ve varolan çözelti arasýndaki denge reaksiyonuyla oluþan yeni alterasyon mineralindeki sývý kapanýma karþýlýk gelen deðerlerdir. Buna göre skapolitlerin alterasyon minerallerine dönüþümlerinin yaklaþýk ºC arasýnda ve tuzlu bir ortamda gerçekleþtiðinden bahsedilebilir. Skapolitlerin filogopitlerden önce oluþtuðu (Kuþçu ve diðerleri, 2005 a; Gökçe, 2005) ve filogopitlerin 700ºC'nin üzerinde sýcaklýk ve çok yüksek tuzluluktaki çözeltiler tarafýndan oluþturulduðu düþünülürse, skapolitlerin en azýndan filogopitlerden daha yüksek sýcaklýða sahip çözeltiler tarafýndan oluþturulmasý gerekmektedir. Barton ve Johnson (1996)' a göre %20 ve daha yüksek tuzluluk deðerlerinin bu tür sistemlerde magmatik olamayacaðýný, sedimenter-evaporitik yada denizel kökenli olabileceðini belirtmektedir. Dolayýsýyla, altere skapolitlerden elde edilen yüksek tuzluluk deðerleri, skapolitlerin serizitleþmesinin magmatik olmayan bir çözelti tarafýndan oluþturulabileceðini göstermektedir. Benzer olaylar Barton ve Johnson (1996)'da da vurgulanmaktadýr. Ancak bu görüþ, skapolitleri oluþturan çözeltilerin de sedimenter-evaporitik, ya da denizel olduðu anlamýna gelmemektedir. Ayrýca, skapolitlere ait sývý kapanýmlarýn Th-tuzluluk diyagramlarýndaki daðýlýmlarý ile yüksek yoðunluk ve yüksek sýcaklýkta oluþmuþ baritlerdeki daðýlýmlar arasýnda benzerlikler görülmektedir. Bu da manyetitleri ornatan barit-kalsit, barit-kuvars damarlarýnýn oluþumunun skapolitlerin serizitleþmeye baþlamaþýyla eþ zamanlý olduðunu göstermekte, ve bu damar sistemleriyle birlikte bulunan pirit-kalkopirit cevherleþmelerinin de bu olay sýrasýnda ve yaklaþýk bu sýcaklýk ve tuzluluk deðerlerine yakýn oluþtuðunu ortaya koymaktadýr. Filogopitler üzerinde yapýlan mikrotermometrik analizler, bunlarýn yüksek tuzluluða sahip bir ortamda ve 700ºC' den daha yüksek sýcaklýklarda oluþumlarýný tamamladýðýný göstermektedir. Bu sýcaklýk ve tuzluluk deðerleri þekil 13'e aktarýldýðýnda (Roedder, 1984) filogopitleri oluþturan çözeltilerin kritik eðrinin üst kesimlerinde kýsmen skarn ve porfiri tip sistemlerini oluþturan çözeltilerin bulunduðu bir alanda yoðunlaþtýðý gözlenmektedir. Bölgedeki metazomatik zonlarda

10 110 Gülay SEZERER KURU, Ýlkay KUÞCU, Bilge ÞALIÞ, Erkan YILMAZER ve Gökhan DEMÝRELA porfiri tip cevherleþmeler gözlenmediði gibi tipik skarn parajenezleri de bulunmamaktadýr. Bu bakýmdan, filogopitlerin her iki sistemin de bazý ortak özelliklerini taþýyan demiroksit- bakýr-altýn (DOBA) sistemlerinde oluþmasý gerektiði öne sürülmekte ve Kuþçu (2003) tarafýndan ileri sürülen DOBA modeli desteklenmektedir. Fluoritler üzerinde yapýlan mikrotermometrik analizler sonucunda tespit edilen sýcaklýk aralýklarý ( ºC ve ºC) ve bunlarýn tuzluluk deðerleriyle karþýlaþtýrýlmasý (Þekil 13) fluoritleri oluþturan sistemin düþük sýcaklýk deðerlerine sahip Au-sistemleri ve epitermal sistemlere benzer sývý kapanýmlar oluþturduðunu göstermektedir. Dolayýsýyla, fluoritlere ait mikrotermometrik analizlerin, bölgedeki Au potansiyelini destekledigi söylemek mümkündür. Her ne kadar klasik epitermal yatak tanýmlarýnda, bu tür yataklarýn oluþum sýcaklýklarý için ºC aralýðý kabul edilse de güncel calýþmalar (Hedenquist ve diðerleri, 2000; Sillitoe ve Hedenquist, 2003), epitermal yataklarýn (yüksek ya da düþük sulfidasyonlu) ºC aralýðýnda oluþabildiðini belirtmektedir. Dolayýsýyla, bu çalýþmada elde edilen sýcaklýklar bu anlamda deðerlendirilmelidir. Analizler sonucu elde edilen tuzluluk deðerlerine göre (%'de NaCl eþ deðeri olarak; ), fluoritleri oluþturan çözeltiler için saf magmatik ya da saf sedimenter-evaporitik kökenden söz edilemeyeceðini göstermektedir. Öte yandan tuzluluk deðerlerinin düþüklüðü, çözeltilerin daha çok düþük tuzluluða sahip baþka (olasýlý meteorik) çözeltiler tarafýndan seyreltildiði þeklinde yorumlanabilir. Yukarýdaki verilere göre fluoritler yaklaþýk 380ºC' de kristallenmeye baþlamýþ ve bu kristallenme ortama baþka kökenli çözeltilerin giderek daha fazla karýþmasýyla yaklaþýk 150º C' ye kadar devam etmiþ olabilir. KATKI BELÝRTME Bu çalýþmanýn arazi çalýþmalarý, TUBÝTAK- CAYDAG tarafýndan desteklenen 103Y023 kodlu proje ile gerçekleþtirilmiþ olup sývý kapaným calýþmalarý MTA laboratuvarlarýnda gerçekleþtirilmiþtir. Yazarlar ayrýca, makaleyi okuyup deðerlendiren ve yapýcý eleþtirileriyle makalenin geliþmesine katkýda bulunan Prof.Dr. Taner Ünlü, Prof. Dr. Ahmet Gökçe ve Yrd. Doç. Dr. Yurdal Genç'e teþekkür ederler. DEÐÝNÝLEN BELGELER Yayýna verildiði tarih, 7 Þubat 2006 Þekil 13-Farklý yatak tiplerinde sývý kapanýmlarýn karakteristikleri için sýcaklýk - tuzluluk deðerleri (Roedder, 1984 ve Wilkinson, 2001 den düzenlenmiþtir. Barton, M. D. ve Johnson, D. A., 1996, Evaporiticsource model for igneous-related Fe oxide- (REE-Cu-Au-U) mineralization. Geology (Boulder), 24, Bodnar, R.J., 1983, A method of calculating fluid inclusion volumes based on vapor bubble diameters and P-V-T-X properties on inclusion fluids. Econ. Geol. 78, ,1995. Fluid-inclusion evidence for a magmatic source for metals in porphyry copper deposits. In: Thompson, J.F.H. Ed., Magmas, Fluids, and Ore Deposits. Mineral. Assoc. Can., Short Course Series, 23, Gökçe, H., Hekimhan-Hasançelebi Demir Yataðýnýn Jeolojisi ve Skapolitlerin Mineralojisi ve Jeokimyasý. Niðde Üniversitesi Y. Lisans Tezi. Gürer, Ö.F., Hekimhan - Hasançelebi (Malatya) Dolayýnýn Jeoloji Ýncelemesi, Ý.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, 323s

11 DEMÝR OKSÝT YATAKLARININ OLUÞUM KOÞULLARI 111 Hedenquist, J. W., Arribas, A., Jr., ve Gonzalez-Urien, E., 2000, Exploration for epithermal gold deposits: Reviews in Economic Geology, v. 13, s Kuþcu, Ý., Fe-oksit-Cu-Au-REE (Olympic Dam) Tipi Yataklar: Genel Özellikleri-Oluþum Modeli ve Orta Anadolu Potansiyelinin Bir Deðerlendirmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Jeoloji Mühendisliði Bölümü 20.Yýl Jeoloji Sempozyumu, Bildiri Özleri, TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odasý Yayýnlarý No. 73, 176., Marschik, R., Kaymakçý, N., Yýlmazer, E., Demirela, G., Gökçe, H., ve Güleç, N., 2005 a, Hasançelebi ve Karakuz (Malatya) Demiroksit Yataklarýndaki Alterasyonlarýn Kökeni: Tuzlu- Evaporitik Sularla Yýkanma Modeline Karþý Magmatik-Hidrotermal Model. 58. Türkiye Jeoloji Kurultayý, Geniþletilmiþ Bildiri Özleri Kitabý, 75-77, Ankara.,Yýlmazer E., Demirela, G. ve Gökçe, H., 2005b, Orta ve Batý Anadolu'daki Bazý Skarn Tipi Fe- Oksit Yataklarýnýn Fe-Oksit-Cu-Au (Doba) Potansiyeli. Öztürk, H, Kahriman, A. ve Hanilçi, N., (eds) Türkiye Demir Yataklarý Jeolojisi Madenciliði ve Mevcut Sorunlarý Sempozyumu Bildiriler Kitabý, , Ýstanbul.,,,, Marschik, R., Kaymakçý, ve Güleç, N., 2005c. Hasançelebi ve Karakuz (Malatya) Bölgeleri Demiroksit Yataklarýnda Alterasyon Zonlanmasý, 58. Türkiye Jeoloji Kurultayý, Geniþletilmiþ Bildiri Özleri Kitabý, 66-67, Ankara. Roedder, E., Fluid inclusions as tools in mineral exploration.econ. Geol. 72, , Fluid inclusions. Mineralogical Society of America. Reviews in Mineralogy, vol. 12, 644 s. ve Bodnar, R.J., Fluid inclusion studies of hydrothermal ore deposits. In: Barnes, H.L. Ed., Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits. Wiley, New York, Shepherd, T. J., Rankin, A., H. ve Alderton, D., H., M., 1985, A Practical Guide to Fluid Ýnclusion Studies, 239s. Stendal, H., Konnerop-Madsen, J. ve Ünlü,T., 1990, Hasancelebi Project Final Report, Turkey. MTA Raporu No: 9100, 125., Ankara (yayýnlanmamýþ)., Ünlü,T., ve Konnerop-Madsen, J.,1995, Geological setting of ýron deposits of Hekimhan Province Malatya, Central Anatolia, Turkey. Trans. Min. Metall. (Sect. B: Appl. Earth sci.), 104, 46-54, London. Sillitoe, R.H., ve Hedenquist, J.W., 2003, Linkages between volcanotectonic settings, ore-fluid compositions, and epithermal precious-metal deposits, in Simmons, S.F, ed., Understanding crustal fluids: Roles and witnesses of processes deep within the earth, Giggenbach memorial volume: Society of Economic Geologists and Geochemical Society, Special Publication. Þalýþ, B., 2005, Hekimhan-Hasançelebi Demir Yataðýnda Sývý Kapaným Çalýþmalarý. Niðde Üniversitesi Y. Lisans Tezi. Wilkinson, J.J., 2001, Fluid inclusions in hydrothermal ore deposits. Lithos 55, Yaman,S., 1981, Sývý Kapanýmlar, Ç.Ü. Temel Bilimler Fakültesi, 78-86, Adana. Yýlmaz, S., 1991, Hekimhan-Hasançelebi (KB Malatya) Yöresi Jeolojisi ve magmatiklern Mineralojik -Petrografik ve Jeokimyasal Ýncelenmesi, Cumhuriyet Üniversitesi Yüksek Lisans Tezi, 256s., Sivas., Boztuð, D, ve Öztürk, A., 1993, Geological setting petrographic and geochemical charac teristic of the Cretaceous and Tertiary igneous rocks in the Hekimhan-Hasancelebi area, North-west Malatya, Turkey. Geol. J., 28, Yýlmaz, H., Dumanlýlar, Ö., Ay, Y., Tablacý, A. ve Torun, Ö., Hekimhan (Malatya) yöresindeki demir yataklarýnýn jeolojik konumlarý. 57. Türkiye Jeoloji Kurultayý, Bildiri Özleri Kitabý,

12 BOÞ SAYFA