Silica gemstones formation in Yamadağ volcanites (Arguvan-Malatya) mineralogical, geochemical, gemological properties and economic importance

Öz

Yamadağ Volcanics which is one of the examples of the Late Miocene volcanism in Eastern Anatolia covers large areas within the boundaries of Arguvan county of Malatya. The gemstones, subject of this research range from a few centimeters to about 30-40 cm in size and are formed in the cavities of the basalts beonging to Yamadağ volcanics. These gemstones seem to have formed as veins extending in east-west direction and consist of opal (opal-CT) and chrysocolla. Opal formations have various colours such as white, brown, yellow and greenish, while chrysocolla formations are bluish-greenish in color. both opal and chrysocolla are of massive type and their fresh surfaces display waxy luster. Mineral paragenesis and formation conditions of gemstones and are determined by applying XRD, SEM, FT-IR techniques. ICP-MS technique is used for the determination of the geochemical compositions. The gemological characteristics are identified via cabochon and facet cut techniques by using diamond coating blade, sintered diamond abrasive discs and polishing machine. Opals are usually composed of tridymite minerals, also in some cases quartz and cristobalite minerals accompany the tridymite minerals. The EDX measurements reveal, enrichment of Fe and Al in opals, and of Cu in chrysocolla. The ICP-MS measurements, in chrysocollas reveal, enrichments in LIL elements such as Ba, Sr and in HFS elements such as U. Consequently, gemological studies show that the chrysocolla and opals in study area, which have waxy luster and massive structure, are suitable for utilization as a gemstone due to its color, hardness, durability, homogeneous distribution of color and processability.  

Anahtar Kelimeler

• Mineralogy-geochemistry
• gemology
• opal
• chrysocolla
• gemstone
• Malatya

Yamadağ volkanitleri (Arguvan-Malatya) içerisinde silisli süstaşı oluşumları mineralojik, jeokimyasal, gemolojik özellikleri ve ekonomik önemleri

Öz

Doğu Anadolu’daki Üst Miyosen volkanizmasının yaygın olduğu alanlardan biri olan Yamadağ Volkanitleri Malatya ili Arguvan  ilçesi sınırları içerisinde bulunmaktadır. Araştırmanın konusunu oluşturan süstaşları bu volkanitlere ait bazaltların boşluklarında, birkaç cm'den yaklaşık 30-40 cm'ye kadar değişen boyutlarda ve yumrular şeklinde oluşum göstermektedir. Bu oluşumlar yaklaşık doğu batı yönünde uzanan damarlar halinde yayılım gösteren ve süstaşları içerisinde önemli yere sahip, opal (opal-CT) ve krizokol oluşumlarıdır. Opal oluşumları beyaz, kahverengi, sarı ve yeşilimsi gibi değişik renklerde, krizokol oluşumları ise mavimsi-yeşilimsi renktedir. Hem opal hem de krizokoller genelde masif yapıda ve taze yüzeyleri mumsu parlaklıktadır.

Süstaşlarının mineral parajenezi ve oluşum koşulları XRD, SEM, FT-IR jeokimyasal bileşimleri ICP-MS analizi, gemolojik özellikleri ise elmas kaplama testere, sinter elmas aşındırıcı diskler ve polisaj makinesi kullanılarak, kaboşon ve fasetli kesim teknikleri uygulanarak belirlenmiştir.

Opaller genellikle tridimit mineralinden oluşmakta, bazı örneklerde ise tridimit’e kuvars ve kristobalit mineralleri de eşlik etmektedir. EDX incelemelerinde opallerde Fe ve Al, krizokolde ise Cu’ca zenginleşmesi gözlenmektedir. ICP-MS analizlerinde ise krizokollerin LIL elementlerden Ba, Sr ile HFS elementlerinden U’ca daha çok zenginleşmiş olduğu belirlenmiştir. Yapılan gemolojik çalışmalar sonucunda, özellikle mumsu parlaklıkta ve masif yapıdaki krizokol ve opallerin renk, sertlik, dayanıklılık, renklerin homojen dağılımı, işlenebilirlik gibi özelliklerinin süstaşı olarak kullanılmaya elverişli oldukları tespit edilmiştir.

Hem opal hem de krizokol oluşumlarının ekonomik olarak işletilmesi için rezerv belirleme çalışmalarının modern teknik ve yöntemlerle yapılması, farklı seviyelerdeki damarlardan alınacak krizokol örneklerinin U içeriğinin titizlikle belirlenerek dikkate alınması gerekmektedir.

 

Anahtar Kelimeler

• Mineraloji-jeokimya
• Gemoloji
• Opal
• Krizokol
• Süstaşı
• Malatya.

Kaynakça

1. Vieil, M., ve diğ., 2004. “Opal ve Genel Özellikleri” 5. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, 13-14 Mayıs, İzmir.
2. Bartoli, F., Bittencourt Rosa, D., Doirisse, M., Meyer, R., Philippy, R., Samama, J.C., 1990. Role of aluminium in the structure of Brazilian opals. European Journal of Mineralogy 2, 611-619.
3. Brajkovic A., Rolandi V., Vignola P., Grizzetti R., 2007. Blue and pink opals from Acari, Peru - their optical, structural and spectroscopic features. The Australian Gemmologist 23, 3-15.
4. Fritsch E., Gaillou E., Ostroumov M., Rondeau B., Devouard B., Barreau A., 2004. Relationship between nanostructure and optical absorption in fibrous pink opals from Mexico and Peru. European Journal of Mineralogy 16, 743-752.
5. Gaillou E., Delaunay A., Rondeau B., Bouhnik Le Coz M., Fritsch E., Cornen G. and Monnier C., 2008. - The geochemistry of gem opals as evidence of their origin. Ore Geology Reviews, 34, 127-133.
6. Jones, J.B. and Segnit, E.R., 1971. The Nature Of Opal I. Nomenclature And Constıtuent Phases, Journal of the Geological Society of Australia, 18:1, 57-68
7. Koivula J.I. and Fryer C.W., 1984. Green opal from East Africa. Gems & Gemology 20, 226-227.
8. McOrist, G.D., Smallwood, A., 1995. Trace elements in colored opals using neutron activation analysis. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 198, 499-510.

9. McOrist, G.D., Smallwood, A., 1997. Trace elements in precious and common opals using neutron activation analysis. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 223, 9-15.
10. McOrist, G.D., Smallwood, A., Fardy, J.J., 1994. Trace elements in Australian opals using neutron activation analysis. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 185, 293-303.
11. Rossman G.R., 1994. Colored varieties of the silica minerals. In P.J. Heaney, C.T. Prewitt,, G.V. Gibbs, Eds., Silica-Physical Behavior, Geochemistry and Materials Applications. Mineralogical Society of America, Reviews in Mineralogy 29, 433-467.
12. Crane, M.J., Sharpe J.L., Williams P.A., 2001. Formation of Chrysocolla and Secondary Copper Phosphates in the Highly Weathered Supergene Zones of Some Australian Deposits. Records of the Australian Museum, 53, 49–56.
13. Chukrov, F.V., G. Zviagin, A.J. Gorshkov, L.P. Yermilova, Y.S. Rudnitskaya, 1968. Chrysocollas. International Geology Survey 11: 570–581.
14. Koivula, J.I., Fryer, C.W., Keller, C.P., 1983. Opal from Queretaro, occurrence and inclusions. Gems and Gemology 19, 87-98.
15. Koivula, J.I., Kammerling, R.C., Fritsch, E., 1993. Gem News: Chalcedony colored by mineral inclusions. Gems and Gemology 29, 208-209.
16. Koivula, J.I., Tannous, M., 2003. Lab Note: Chrysocolla « owl » agate. Gems and Gemology 39, 314.
17. Thompson, W.A., 1980. Chrysocolla pseudomorphs from Ray, Arizona. Mineralogical Record 11: 248–250.
18. Vasconcelos, P., Cohen, B., Calos, N., 2002. Color in quartz: from atomic substitutions to nanoinclusions. Australian Gemmologist 21, 278.
19. Gübelin, E., 1986. Les opales mexicaines. Revue de gemmologie a.f.g. 88, 3-6.
20. Payette, F., 1999. A propos de l’opale australienne. Revue de gemmologie a.f.g. 138-139, 67-71.
21. Smallwood, A.G., 1999. Chemical and physical evaluation of Australian Precious Opal. Unpublished M.Sc. thesis, University of Technology, Sydney, Australia.
22. Horton, D., 2002. Australian sedimentary opal: why is Australia unique? The Australian Gemmologist 21, 8.
23. Ayvacıklı, M., Garcia-Guinea, J., Jorge, A., Akalın, İ., Kotan, Z., Can, N., 2012. Luminescence and micro-Raman investigations on inclusions of unusual habit in chrysoprase from Turkey. Journal of Luminescence, 132, 1750-1758.
24. Bank H., Henn U., Milisenda C.C., 1997. Green opal from Turkey (in: Gemmological News). Zeitschrift der Deutschen Gemmologischen Gesellschaft 46, 2-3.
25. Gerçin, B.S., 2005. Sırrı Gerçin Kalsedon Maden İşletmeleri Tic. Ltd. Şti. 1st International Gemstones and Novel Metals Symposium, İstanbul, 290–92.
26. Hatipoğlu, M., 2003. Güğü Köyü ametist kristallerinin değerlendirilmesi (Duırsunbey, Balıkesir, KB Türkiye) ve yöresel ekonomiye katkısı. Türkiye IV. Mermer Sempozyumu (Mersem’2003),Bildiriler Kitabı, 243-256.
27. Hatipoğlu, M., Babalık, H. & Chamberlain, S.C., 2010. Gemstone Deposits in Turkey,Rocks & Minerals, 85/2, 124-133
28. Hatipoğlu, M., Türk, N., Chamberlain, S.C and Akgün, A.M., 2010. Gem-quality transparent diaspore (Zultanite) in bauxite deposits of the Ilbir Mountains, Menderes Massif, SW Turkey. Minearlium Deposita, 45/2, 201-205.
29. Hatipoğlu, M., Ören, U., Kibici, Y., 2011. Micro-Raman spectroscopy of gem-quality chrysoprase from the Biga- Çanakkale Region of Turkey. Journal of African Earth Sciences, 61(4), 273-285.
30. Hatipoğlu M. and Yardımcı Y., 2014. Optical and cathodoluminescence investigations of the green microcrystalline (chrysoprase) quartz. Journal of luminescence and applications 1, 87-104.
31. Selim, H., 2014. Türkiye’nin Değerli Ve Yarı Değerli Mücevher Taşları, İstanbul, 102s.
32. Yılmaz, Y., 1993. New evidence and model on the evoluation of the southeast Anatolian Orogen. Geological Society of America Bulletin 105, 251-71.
33. Ketin, İ., 1983. Türkiye jeolojisine genel bir bakış, Istanbul Technical University Publication 1259 595 p.
34. Yılmaz, Y., 1991. Allochthonous Terranes in the Tethyan Middle East: Anatolia and the Surrounding Region. In: Dewey, J.F., Gass, I.G., Curry, G.B., Harris, N.B.W.,Şengör, A.M.C., (eds.), Allochthonous Terranes, Cambridge Univ, 155-168.
35. Ekici, T., 2003. Arguvan-Arapgir (MALATYA) Arasında Malatya Fayı Boyunca Gözlenen Neojen Volkaniklerinin Petrolojisi. (Doktora Tezi). Çukurova üniversitesi, Adana, 122 s.
36. MTA, 2002. 1/500.000 Türkiye Jeoloji Haritası. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara.
37. Kaydu, İ., 2014. Malatya Ve Çevresindeki Süstaşı Oluşumlarının Mineralojik, Jeokimyasal İncelemesi Ve Gemolojik Özellikleri. (Doktora Tezi). Çukurova Üniversitesi, Adana, 135 s.
38. Caucia F., Marinoni, L., Ghisoli, C., Leone, A., 2016. Gemological, physical and chemical properties of prase opals from Hanety Hill (Tanzania). Periodico di Mineralogia, 85, 41-50
39. Marel, H.M.V., Bentelspacher, H., 1976. Atlas of infrared spectroscopy of clay minerals and their admixtures (NY: Elsevier Science Publishers).
40. Çelik, M., ve Karakaya, N., 1998. Sistematik Mineraloji. Bizim Büro Basımevi, Konya. 71-72, 274-276 s.
41. Akbudak, İ. K., Gürbüz, M., Önal, A. Ö., İşler, F., 2015. Yamadağ Volkanitlerindeki Krizokollerin Mineralojik ve Gemolojik Özellikleri, Uluslararası Katılımlı Doğu Anadolu Jeoloji Sempozyumu (DAJEO2015), 210-211 s.