Attepe (Mansurlu-Feke) yöresi demir yataklarının jeolojik, petrografik ve jenetik incelenmesi

Abstract

VI ÖZET Doğu Toroslar'm batısında yeralan inceleme alanında, Geyikdagı birliğine ait otokton konumlu birimler ile Bozkır birliğine ait allokton konumlu birimler. yüzeylemektedir. Geyikdagı birliğine ait İnfrakambriyen yaşlı Sicimindagı formasyonu; bitümlü şist, filitş ve şeyllerin arda 1 anmasından oluşan Attepe üyesi ile, şist, fillit, metakumtaşı ve metakuvârsitlerden ibaret Kandil - cikdere üyesini kapsamaktadır. Bu formasyonu izleyen Alt- Orta Kambriyen yaşlı Karacattepe formasyonu, Menteşdere ve Uyuzpmarı olmak üzere iki üyeye ayrılmış olup, karbonat kayaçlardan oluşmaktadır. Elmadagı ve. Egrisögütdere üyelerini kapsayan Üst Kambriyen- Ordovisiyen yaşlı Kartal - kaya formasyonu, kalkşist ve yumrulu kire'c taşları ile şist, fiüi t ve metakumtaşlarından meydana gelmektedir. Karbonat kayaçların yeraldıgı, Üst Permiyen yaşlı Yıglıtepe, formasyonu ise, daha yaşlı birimleri açılı bir uyumsuzlukla örtmektedir. infrakambriyen ve Paleozoyik yaşlı birimler üzerine metakonglomera, fillit, şist kalkşist ve rekristalize kireçtaşlarından oluşan, Jura- Alt Kretase yaşlı Karakisfelugu formasyonu, açısal bir u-. yumsuzlukla gelmektedir. Bölgeye Maestrihtiyen'de yerleşen Bozkır birliğine ait Delialiuşagı ofiyoliti, Aladag öfi- yolit dizisine ait metamorfik dilim ve peridotit napı bölümlerini kapsamakta ve Miyosen öncesi bütün birimler üzerine bindirmektedir. Bölgenin kuzeybatı kesiminde` yüzeyleyen ve Konglomera -marn ardalanmasmdan oluşan Alt- Miyosen yaşlı Zebil formasyonu da daha yaşlı birimler üzerinde açısal bir uyumsuzlukla yeralmaktadır. Kıvrım tektoniğinden çok kırık tektoniğinin etkili, olduğu inceleme alanında, blok faylı` bindirmeli ve devrik yapılar ortaya çıkmıştır. Genellikle KD-GB ve KB-GD yönünde bir gidişe sahip olan tektonik hatların cev herleşme açısından en önemlileri Attepe, Kızıl ve Kartal-VII kaya faylarıdır. Büyük ölçekli kıvrım yapılarının pek görülmediği inceleme alanında, daha çok formasyon içi kıvrım niteliğindeki küçük ölçekli kıvrım yapıları izlen mektedir. Jeolojik, petrografik ve jeokimyasal` incelemelere göre, bölgede yataklanma şekli ve zamanı birbirlerinden farklı olan pirit ve hematit oluşukları, siderit ve hema tit damarları ile bunlardan türeyen karstik cevherin varlığı belirlenerek, cevher yataklanmasının üç kademede gerçekleştiği ortaya konulmuştur. Inf rakambriyen yaşlı Si'cimindaçjı formasyonu, içe risinde yeralan pirit ve hematit oluşukları, denizel ortam şartlarında kimyasal sedimantasyon süreçleriyle çökelmiş- lerdir. Bitümlü şist, fillit ve şeyller içerisinde izlenen pirit oluşukları, sadece At tepe yatağının güneydoğu kesi minde yüzeylemekte ve tipik sedimanter yapılar sunmak tadırlar. Piritlere göre daha yaygın olarak izlenen hema titler ise, metakuvarsitler içerisinde yeralrnakta ve laminalı, bantlı yapılar oluşturmaktadırlar. Türkiye'nin işletilebilir nitelikteki ikinci büyük de mir provensini oluşturan incelenil alanında, Attepe, Kızıl ve Magaradere gibi hâlen işletilen önemli demir yatakları bulunmaktadır. Miyosen yaşlı birimler dışında, diğer tüm birimler içerisinde görülebilen siderit -ankerit ve hema tit gibi karbonatlı ve oksitli birincil cevherleşmeler,- tamamen tektonik kontrollü damar, mercek ve düzensiz sınırlı kütleler şekl indedirler. Ekonomik boyutlara ulaşan asıl cevherleşmeler ise, ya bütünüyle karbonat kayaçlarm kırıklarında veya bunlarla pelitlk kayaçlarm tektonik dokanaklarında gerçekleşmişlerdir. Hipoj en-epijenetik kökenli bu birincil cevherleşmeyi sağlayan cevherli çözeltilerin oluşumu, muhtemelen Paleosen-Alt Eosen zaman sürecinde bölgenin derinliklerinde etkili olan granitik bir sokumun lokal olarak yükselmesine sebeboldugu jeoter mik gradyanla ilişkilidir. Yükselen jeotermik gradyana bağlı olarak ısınan sıg ve derin dolaşımlı yeraltı suları ve gözenek suları İle muhtemelen magmatik sularıVIII bünyesinde bulunduran çözelti karışımları, bölgede bir kısmı yüzeyleyen Infrakambriyen yaşlı sedimanter kökenli pirit ve hematit oluşukları ile reaksiyona girerek demir ve diğer katyonlarca zenginleşmiş olan cevherli çözeltileri oluşturmuşlardır. Birincil cevherleşmenin oluşum yaşı Paleosen-Alt Eosendir. Bölgedeki karasallaşma hareketlerine paralel olarak Tersiyer başlarından itibaren etkili olmaya başlayan karstik süreçlerle birlikte side- rit-ankerit ve hematitlerden ibaret olan birincil cevher ler limonite dönüşmüş ve bunların önemli bir bölümü de kol- loi^al çözeltiler veya kum-blok boyutunda kırıntılı elemanlar şeklinde yatak içi endokarstik boşluklara taşınarak oralarda karst sedimantasyonunu simgeleyen tipik sarkıt -dikitli, kovuklu, kabugumsu ve böbregimsi görünümlü kolloform yapılarla, bantlı ve tabakamsı yapıları oluşturmuşlardır. Buralarda oluşan ikincil demir cevher lerinin hakim bileşenleri götit, lepidokrosit, hidrohema- tit-ve diğer materyallerdir. Daha az miktarlarda da side- rit, ankerit, hematit, manyetit, pirit, tetraedrit, kalko- pirit, markazit, malahit, azurit ' ve zinnober gibi diğer cevher bileşenleri ile kalsit, kuvars, barit, dolomit ve aragonit gibi gang mineralleri gözlenmektedir. Jeokimyasal incelemelere göre, en önemli birincil cev her minerallerini oluşturan` sideritler ortalama % 40.03 Fe, % 5,30 Si02; ikincil cevher bileşenini oluşturan limo nitler ise, % 55,40 Fe ` ve % 6,70 oranında Si02 içermektedirler, iz element analizlerinde sideritlerin 2 ppm'in altında Zn, 1. ppm'in altında Ni, eser miktarda da Pb, Co ve Cr İçerdikleri belirlenmiştir. Diğer taraftan hidrotermal pirit numunelerinde Cu, Se, Hg, Sb ve Co kon santrasyonlarının, sedimanter piritlere göre daha yüksek, Ni konsantrasyonlarının ise daha düşük olduğu görülmüştür.

IX ABSTRACT In the study area, which is located in the west of the Eastern Taurus, autochthonous sequences of the Geyikdagi unit and allochthonous sequences of the Bozkır unit are exposed. The Infra -Cambrian aged Sicimindagi formation of the Geyikdagi unit comprises Attepe member consisting of alternating bituminous schists, phyllites and shales, and Kandilcikdere member consisting' of schist, phyllites; meta- sandstones and metaquartzites.' Following this formation is the Lower-Middle Cambrian aged Karaçattepe formation. It is made up of carbonate rocks and divided into Menteşdere and Uyuzpmari members. The Upper Cambrian -Ordovician. aged Kartalkaya formation, which comprises Elmadagi and Egrisögûtdere members, consists of calcschists, nodular limestones, and schists, phyllites and metasandstones res pectively.. The Uppor Permian aged Yıglıtepe formation, which includes carbonate rocks, overlies the older units with an angular unconformity. The Infra - Cambrian and Pale ozoic aged units are overlain with an angular unconformity by the Jurassic -Lower Cretaceous aged Karakizolugu forma tion. This formation consists- of metaconglomerate, phyl- lite, schist, calcschist and recrystallized limestone. The Delialiuşagi/ ophiolite, belong to the Bozkır unit, which emplaced in the region during Maastrichtian compris es metamorphic slice and peridotite nappe segments of the Aladag ophiolite, and is trusted over pre-Miocene units. The Lower Miocene- aged Zebil formation cropping out in the northwest of the region consists of conglomerate-marl al ternation and overlies the older units with an angular un conformity. Tn the study area wher.e fracture tectonic rather than folding tectonic is effective, block faulted, overthrusted and overturned structures are seen. Of the generally NW-SE trending tectonic lines, the Attepe, Kızıl and Kartalkaya faults are the important ones from mineralization point of view. In the study area where large- scaled folding struc-tures usually are not seen, mosty intraformational small - scaled folding structures are observed. On the basis of geologic, petrographic and geochemical studies, the presence of pyrite and hematite occurrences, siderite and hematite veins and karstic ore deposits der- rived from siderite and hematite veins, all being diffe rent from each other in de^ositional form and time of gen-. esis, was determined and three-phase formation of.ore dep osition was established. Pyrite and hematite occurrences present in the Infa- Cambrian aged Sicimindagi formation were formed throug chemical precipitation under marine environmental condi tions. Pyrite occurrences observed in the bituminous schists, phyllites and shales crop out only in the south eastern part of the Attepe deposit and display typical sedimentary structures. Hematites which are more commonly seen than pyrites occur in metaquarzites and display.lami nated and banded structures. In the study area which la the second large mineable iron province of Turkey, Attepe, Kızıl and Magaradere are important and presently mined iron deposits. The primary carbonate and oxide ores, such as siderite, anker ite and hematite, which can be found in ` almost all units other than Miocene aged over,- are- in the form of tectonically controlled veins, lenses and irregularly shaped masses. The main mineralizations having economic values occur eit her completely in the joints of the calcareous rocks or in their tectonic contacts with the pellitic rocks. The for mation ' of mineralized solutions from which the hypogen- epigenetic mineralization was originated is probably re lated to a granitic intrusion which was -effective in depths of the study area during Pal eocene -Early Eocene, and locally increased geothermal gradient. The mineralized solutions enriched in iron and other. cations were formed as results of the reactions between the mixture of shallow and deep moving ground water and pore water, warmed in connection with the increased geotermic gradient and solu-XI tions containing magmatic water, and Inf a -Cambrian aged sedimentary pyrite and -hematite occurrences, part of it exposed in the study area. The age of the primary mineral ization is Paleocene- Early Eocene. With emergence of- the area, during karstif ication which became effective from the beginning of Tertiary, the primary ores consisting of siderite-ankerite and hematite became limonitized and im portant amount of these were transported in the form of colloidal solutions or sand-block sized detritic material into the intradepositional endokarstic cavities where they formed typical structures of -karstic sedimentation such as stalactites, stalagmites, crusty and kidney shaped collo- forin structures, banded and layered structures. Dominant components of the secondary iron ores formed here are goe- thite, lepidocrocite, hidrohematite and other materials. In lesser amounts, other ore components such as siderite, ankerite, hematite, magnetite, pyrite, tetrahedrite, chal- copyrite, marcasite, malachite, azurite and * cinnabar,' and gangue minerals such as calcite, quartz, barite, dolomite and aragonite can be observed. According to the geochemical, analysis,- sideriteş be ing the most important primary ore minerals contain % 4`0.03 Fe, % 5.30 Si02, limonites being the secondary ore component contain %55.40 Fe and % 6.70 Si02. In the trace element analysis it is worked out that siderites contain Zn below 2ppm, Ni below lppm and in trace amount ?b, Co and Çr. On the other hand it is observed that in the hyd- rothermal pyrite samples Cu, Se, Hg, Sb and Co concentra tions are higher f and Ni concentrations are lower than those of the sedintantary pyrite.