Kuluncak (Malatya) yöresi flogopit oluşumlarının mineralojisi

Abstract

İnceleme alanı, Malatya'nın 80 km, Hekimhan'ın 25 km kuzeybatısında olup; Kuluncak'ın kuzey-kuzeybatısını ve yaklaşık 140 km2 lik bir kesimi kapsamaktadır.Bu çalışmada bölgedeki flogopit oluşumlarının ayrıntılı mineralojik-petrografik ve jeokimyasal özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Flogopit oluşumları ile ilişkili kayaçlardan toplam 66 örnek alınmış ve bunlar üzerinde OM, XRD, FTIR ve jeokimysal incelemeler gerçekleştirlmiştir.Divriği Ofiyolitli Karışığı'na ait ultramafik kayaçlarda belirlenen bozuşma mineralleri serpantinleşme-öncesi, -sırası ve -sonrası olmak üzere üç ana gruba ayrılmıştır.Serpantinleşme-öncesi bileşenlerden flogopitten K/Ar radyometrik yöntemi ile 63.6+2.4 Ma yaş elde edilmiştir. Flogopit ofiyolitik dizilimdeki mika-peridoditlerin ana minerallerinden birisidir. Sonraki bozuşmalardan lisfenitleşme flogopitin tane boyunun artmasına ve belirli zonlardabirikmesine; pirometasomatizma ise flogopitin yer yer P-V ve vermikülit biçiminde dönüşümüne neden olmuştur.Serpantinleşme-sırasında gelişen bozuşmalar açık ve koyu renkli minerallerin çeşitli kil ve/veya fillosilikat minerallerine dönüşümüdür.Serpantinleşme-sonrası bozuşma lisfenitleşme olup; başlıca ofikarbonat (yaygın kalsit, dolomit ve manyezit; ender aragonit, siderit ve malahit), ofioksit-hidroksit (hematite ve götit) ve ofisilikat (kuvars) minerallerinin gelişmesidir. Serpantinleşme-sonrasında, pirometasomatizma ve yüzeysel bozunma ile de çeşitli kil (smektit, klorit, vermikülit, P-V ve S-T) ve/veya fillosilikat (talk) minerlleri gelişmiş ve bunların oluşum süreçleri iç içe geçmiştir.Flogopitler 1M (1 tabakalı monoklinik), serpantinler 1M politipini (lizardit); karbonat mineralleri ideal-düşük-ortaç Mg kalsit; Ca-İdeal dolomit, Ca-ideal manyezit bileşimini temsil etmektedirKalıcılığı düşük elementlerden Rb, Cs, Ba ve Tl; kalıcılığı yüksek elementlerden Nb flogopit yapısında zenginleşmektedir. Kondrite göre flogopitte Ce, Nd, P, Hf, Eu, Tb, Y ve Yb için fakirleşme, Rb, Ba, Th, U, K, Ta, Nb, La, Sr, Zr, Sm ve Ti için zenginleşme; Ba, Sr, Hf ve Ti kuvvetli pozitif; Th, Ce, P ve Eu negatif anomali gözlenmektedir. Flogopitlerin toplam REE içerikleri, serpantinlere göre düşük olup; La hariç diğer elementlerde bir tüketilme bulunmaktadır. Flogopit Eu, Dy ve Er için belirgin negatif; Tb, Ho ve Tm için pozitif anomaliye sahiptir.Serpantinler Alpin Tipi ultramafiklere özgü izotopsal bileşime sahip olup; ?18O ve ?D değerleri serpantin-flogopit-talk yönünde artmaktadır. Flogopit ve lisfenitlere eşlik eden serpantin için ~100 °C, ultramafik-ana kayaçlı serpantin için ise ~ 320 °C sıcaklık değerleri bulunmuştur. Ancak flogopit için belirlenen sıcaklık ilksel magmatik oluşumundan ziyade, lisfenitleşmeye karşılık gelmektedir.Hasançelebi siyeniti başta olmak üzere damar kayaçlarını da etkileyen pirometasomatizma ile ilişkili neoformasyon mineralleri skapolit, granat, piroksen, biyotit, epidot, kalsit, dolomit, hematit, jarosit ve kil ve/veyafillosilikatlar (smektit, illit, klorit, serpantin, I-V ve I-S) olup; farklı evre ve oluşum sırasına sahiptir.Bölgede değişik zamanlarda gelişen bozuşmalar; Fe-oluşumlarının Üst Kretase-Paleosen yaşlı kayaçların farklı zonlarında birikmesine neden olmuş, dolayısıyla farklı oluşum biçimine sahip çok sayıda ve farklı büyüklükte yataklar gelişmiştir. Ayrıca, yaygın bozuşmalara rağmen, flogopitlerde önemli bir mineralojik dönüşüm gerçekleşmemiştir. Bu nedenle bölgedeki flogopit oluşumlarının vermikülit yatakları olarak tanımlanması doğru değildir. Diğer taraftan, flogopitler bütünüyle lisfenitik zonlara eşlik ederek, sık sık karbonat mineralleri ile birlikte bulunduğundan ekonomik açıdan değerlendirilmesi için zenginleştirilmesi gerekmektedir.Anahtar Kelimeler: Ultramafik, Lisfenit, Bozuşma, Fillosilikat, XRD, Jeokimya

The study area contains approximate 140 km2 terrain of north-northwest from Kuluncak, which is located 80 km from Malatya, 25 km northwest from Hekimhan.In this study, it has been aimed at researching phlogopite occurrences of mineralogic-petrographic and geochemical properties in detail. Total of 66 samples taken from rocks related to flogopite formations carried out on OM, XRD, FTIR and geochemical investigations.The alteration minerals determined in the ultramafic rocks from Divriği Ophiolitic Complex are divided into three main groups such as pre-, syn- and post-serpentinization.The date of 63.6+2.4 Ma is obtained by K/Ar radiometric method for phlogopite from the constituents of pre-serpentinization. Phlogopite is one of major minerals of mica-peridodites in the ophiolitic sequence. Later alterations are listwaenitization and pyrometasomatism, which caused an increase of grain size and accumulation in definite zones in the phlogopites,and partly transformation of phlogopite into P-V and vermiculite, respectively.The alterations developed during syn-serpentinization are transformation felsic and mafic minerals of into various clay and/or phyllosilicate minerals.The alterations of post-serpentinization are listwaenitization and developing mainly ophicarbonate (common calcite, dolomite and magnesite, rare aragonite, siderite and malachite), ophioxide-hydroxide (hematite and goethite) and ophislicate (quartz) minerals. Various clay (smectite, chlorite, vermiculite, P-V and S-T) and/or phyllosilicate (talc) minerals are also developed during post-serpentinization; pyrometasomatization and weathering, and formation processes of these are telescoped.Phlogopites and serpentines have 1M (1 layer monoclinic) and 1M (lizardite) polytypes, respectively. Carbonate minerals are represented by ideal-low-medium Mg-calcite, Ca-ideal dolomite and Ca-ideal magnesite.Rb, Cs, Ba and Tl low field strength elements and Nb high field strength elements are enriched in the structure of phlogopite. Phlogopites have depletion for Ce, Nd, P, Hf, Eu, Tb, Y and Yb; enrichment for Rb, Ba, Th, U, K, Ta, Nb, La, Sr, Zr, Sm and strong positive anomaly for Ti; Ba, Sr, Hf and Ti, and negative anomaly Th, Ce, P and Eu, compared to chondrites. Total REE contents of phlogopites are lower than serpentines and depletion exists for other elements except for La, and they show clearly negative anomaly for Eu, Dy and Er, and positive anomaly for Tb, Ho and Tm.Serpentines have isotopic compositions similar to Alpin Type Ultramafites and their ?18O and ?D values increase from serpentine to phlogopite and talc. Temperatures of ~ 100 °C for serpentines accompanying phlogopites and listwaenites and ~ 320 °C for the ultramafic-hosted serpentines were found. But the temperature determined for phlogopite corresponds to listwaenitization rather than its primary magmatic occurrences.Neoformation minerals related to pyrometasomatism affecting chiefly Hasançelebi Syenite and vein rocks are scapolite, garnet, pyroxene, biotite,epidote, calcite, dolomite, hematite, jarosite, clay and/or phyllosilicates (smectite, illite, chlorite, serpentine, I-V and I-S) and have different formation stage and successions.The alterations developed in different periods were the cause of the accumulation of Fe-occurrences within the several zones of the Upper Cretaceous-Paleocene rocks, and therefore a lot of iron deposits with different sizes were developed. Additionally, an important mineralogical transformation was not occurred in the phlogopites, in spite of the widespread alterations. For this reason, the definition as vermiculite deposit was not correct for the phlogopite occurrences in the region. On the other hand, phlogopites should be extracted for the economically utilization because of the corresponding to listwaenitic zones and mostly founding together with the carbonate minerals.Key Words: Ultramafic, Listwaenite, Alteration, Phllosilicate, XRD, Geochemistry