Kesikköprü (Bala-Ankara) demir-oksit cevherleşmelerinin mineralojisi, petrografisi ve jeokimyası

Abstract

Kesikköprü Demir Yatağı, kristalize kireçtaşları (yer yer dolomitik) ile diyorit, gabro ve piroksenitlerden oluşan mafik-ultramafik kayaçlar ve granit, granodiyorit, monzonit ve bunların porfirlerinden oluşan granitoyidlerin dokanaklarında gelişen bir yataktır. Bölgede bulunan demir-oksit cevherleşmeleri, bu özelliği ile yapısal kontrolden çok litolojik kontrollü olan ve kısmen magnezyumlu, hakim olarak kalsiyumlu skarn özelliklerini taşıyan bir cevherleşmedir. İşletme sahası içerisinde skarnlar, dar ve sınırlı oluşumlu endoskarnlar ve daha geniş yayılımlı ekzoskarnlar olmak üzere iki grupta tanımlanmaktadır. Çok genel olarak granitoyidlerden kristalize kireçtaşlarına ve mafik-ultramafik kayaçlara doğru granat-piroksen minerallerinden oluşan endoskarn zonu, granat±piroksen, piroksen±granat, epidot-granat ve epidot ekzoskarnları şeklinde bir zonlanmanın olduğu ortaya konmuştur. Ekzoskarn zonları, özellikle epidot-granat ve epidot zonları, ekonomik manyetit cevherleşmeleri açısından önemli bir değere sahiptir.Cevherleşmeye neden olduğu düşünülen Kesikköprü granitoyidinden alınan örneklerin jeokimyasal analiz sonuçlarına göre işletme sahasındaki granitoyidlerin tamamı subalkalen, kalkalkalen ve şoşonitik karakterdedirler. Al-doygunluğu açısından da metalümina-az peralümina özellikleri göstermekte olup I-tipi granitoyidler sınıfına girmektedir. MORB'a göre normalize edilen iz element dağılım desenlerinde granitoyidlerin özellikle Sr, K, Rb, Ba, Th, Ta, Nb, Ce, kısmende P, Zr ve Hf'ca zenginleştiği, Ti, Y'ca da fakirleştiği söz konusudur. Tektonik ortam ayırtlama diyagramlarında ise granitoyidler, syn-COLG, VAG ve WPG alanlarında kesişmekte ve çarpışma sonrası granitoyidlerin karakterini göstermektedir. Kesikköprü granitoyidi, OAKK (Orta Anadolu Kristalen Kompleksi)'nde ve dünyadaki diğer Fe-skarnlarla ilişkili granitoyidler ile jeokimyasal olarak karşılaştırıldığında, Çelebi, kısmen Karamadazı ve Murmano Fe-skarn granitoyidlerine ve Fe-, Cu- ve Pb-Zn-skarn üreten granitoyidlere benzerlik göstermektedir. Yapılan çalışmadan elde edilen sonuçlar bilinen diğer hidrotermal sistemlerle karşılaştırıldığında, alterasyon mineralojisi ve cevherleşmelere ait zaman-konum ilişkisi cevherleşmelerin skarn türü bir cevherleşme olduğunu göstermektedir. Bununla birlikte Kesikköprü cevherleşmelerinin büyük ölçekli DOBA (Demir Oksit Bakır Altın) türü hidrotermal sistemlerde gözlenen küçük skarn türü yüzeylemeler gibi bir oluşum olabileceği de göz ardı edilmemelidir.

Kesikköprü iron-oxide deposit occured at the contact between rocks that crystalline limestone (locally dolomitic), mafic-ultramafic rocks composed of diorite, gabbro and pyroxenite, and granitoids consists of granite, granodiorite, monzonite and their porphyry. In this respect, the iron-oxide mineralization in the study area is controlled dominantly by lithological features rather than structural control. It is defined as partially magnesian and dominantly calcic skarn based on alteration mineralogy. Skarn in the study area is defined in two groups. The first is small and limited endoskarn formation, The second group is more widespread exoskarn formation. In general, endoskarn is characterized by garnet-pyroxene, while exoskarn zones are defined as garnet ± pyroxene, pyroxene ± garnet, epidote-garnet and epidote from granitoids to recrystallized limestone and mafic-ultramafic rocks. In Kesikköprü, epidote-garnet and epidote rich zones within exoskarns are important for magnetite mineralization.Geochemical results of Kesikköprü granitoid which is considered to be responsible for mineralization in this study indicate that all the granitoid samples in open pit area are subalkaline and calc-alkaline and shoshonitic in character. According to Al-saturation index, metalumina-partly peralumina in character and they are classified as I-type granitoid. Trace element patterns normalized to MORB show enrichment in Sr, K, Rb, Ba, Th, Ta, Nb, Ce, and, P an Zr in part, while depletion in Ti and Y. In tectonic classification diagrams, granitoids plot on intersection of syn-COLG, VAG and WPG field, indicating post-collision character for Kesikköprü granitoid. Compared with granitoids related to Fe-skarns, Kesikköprü granitoid has similar geochemical signature to Çelebi, Karamadazı and Murmano granitoids in CACC (Central Anatolian Crystalline Complex) and granitoid related to Fe-, Cu- ve Pb-Zn-skarns. The results obtained from this study indicate that Kesikköprü mineralization is a skarn type deposit with respect to alteration mineralogy and time-space relationship of mineralization. In addition to this, IOCG (Iron Oxide Copper Gold) potential of Kesikköprü mineralization should not be ignored as most of IOCG systems contain small scale skarn type mineralization.