Eskigedik-Kızılçayır (Ovacık-Tunceli) Kromit Oluşumlarının Jeolojik Özellikleri ve Yer Radarı Yöntemiyle Cevherli Alanların Belirlenmesi

Abstract

Bu çalışma kapsamında, Eskigedik-Kızılçayır kromit cevherlerinin mineralojik, petrografik ve jeokimyasal özellikleri ortaya çıkarılmış ve derinde bulunan kromit kütlelerinin konumları yer radarı (GPR) yöntemi ile belirlenmeye çalışılmıştır. Kromit işletmesinin bulunduğu alanda üst Kretase yaşlı ofiyolitik kayaçlar bulunmaktadır. Cevherin yan kayacı oldukça altere olmuş hazburjit ve dünitdir. Kromit kütleleri küçük mercek ve yığınlar şeklinde, tamamen serpantinleşmiş dünitler içerisinde bulunmaktadır. Cevherin dokusu esas olarak masif ve saçınımlı, bazan da nodülerdir. Gang mineralini çubuksu serpantinler oluşturmaktadır. Kromit tanelerinin büyüklükleri oldukça değişken (2-30 mm) olup, çok kırıklı ve milonitleşmiştir ve kırıklar serpantin dolguludur. Kromit ve içerisinde yer aldığı kayaçların jeokimyası, Türkiye’deki düşük tenörlü podiform kromitler ile benzerdir. Ortalama Cr₂O₃, Al₂O₃ ve Fe₂O₃ içerikleri sırasıyla %16, %14 ve %12 olup, yüksek-aluminyum kromitlerdir. Daha çok Co, Ni ve V gibi iz elementlerce zenginleşmiştir. Jeokimyasal veriler, bu kromitlerin okyanusal yay ardı havzada, dalma-batma ile modifiye edilmiş bir manto kaynağından türediğine işaret etmektedir.

Açık işletme alanında yüzeylenmemiş cevheri belirlemek için,  şev basamakları ve ocak içi düzlüklerde, 83 hat boyunca 100 MHz anten ile GPR ölçümleri yapılmıştır. Birinci kazı alanında ölçümler sorunsuz olarak gerçekleştirilmiştir, ancak ikinci kazı alanındaki zeminin ıslak olması GPR çalışmalarını sınırlandırmıştır. Ölçümlerden elde edilen ham verilere veri işlem teknikleri uygulanarak yeraltı kesitleri elde edilmiştir. Krom cevheri fiziksel özellikleri nedeniyle önemli jeofizik belirti verdiği için, ölçümlerde yan kayaçlardan daha yüksek yansımaya sahip alanlar kromitli alanlar olarak kabul edilmiştir. Açık işletme alanındaki şev basamaklarında,  yüksek yansıma yüzeyleri, sadece birkaç hat boyunca ve farklı derinliklerde gözlenmiştir. Buna karşın, ocak içi alt ve üst düzlüklerde yaklaşık 10m derinde yüksek yansıtıcı yüzeylerin varlığı, birçok hat boyunca belirlenmiştir. Ocak içi alt düzlükte, öncelikle ikinci paralel hat boyunca 10-20 m arasındaki derinlikte belirlenen yüksek yansımalı düzeylerde kromitin var olup olmadığının kazı yapılarak doğrulanması gerekmektedir. Kromit varlığı belirlendikten sonra, kazılar öncelikle bu alanda ve açık ocağın üst düzlüğünde yapılmalıdır.

Keywords

• Eskigedik-Kızılçayır,jeoloji,kromit,Ovacık,Tunceli,yer radarı

Geological Properties of Eskigedik-Kızılçayır (Ovacık-Tunceli) Chromite Deposits and Determination of Ore Sites by Ground Penetrating Radar Method

Abstract

In this study, the mineralogical, petrographic and geochemical features of the Eskigedik-Kızılçayır chromite ores were revealed and the locations of the chromite masses in the depths were tried to be determined by the Ground Penetrating Radar (GPR) method. There are ophiolitic rocks of the upper Cretaceous age in the area where the chromite open pits is located. The wall rock which is bearing the chromite deposites are substantially altered harzburgite and dunite. The chromite masses are within the completely serpentinized dunites and are in the form of small lenses and pods. The texture of the ore is mainly massive, sometimes scattered and nodular. The gangue minerals are rod-shaped serpentines. The size of the chromite grains is quite variable (2-30 mm), very fractured and mylonitized and the fractures are filled with serpentine. The geochemistry of the chromites and its host rocks are similar to the low-grade podiform chromite deposits in located at Turkey. The average Cr₂O₃, Al₂O₃ and Fe₂O₃ contents are 16%, 14% and 12%, respectively, and are high-aluminum chromites. It is mostly enriched with trace elements such as Co, Ni and V. The geochemical evidences suggest that these chromites are derived from a mantle source modified by subduction in the oceanic arc basin.

In order to determine unexposed ore in the open field, GPR measurements were made with 100 MHz antenna along 83 lines on slope and open pit flatness. Measurements in the first excavation area of the open pit were carried out without any problems, but the wetness of the second excavation area limited GPR operations. Underground sections were obtained by applying data processing techniques to the raw data obtained from the measurements. Because of the physical properties of the chrome ore, the areas with higher reflectance than the wall rocks were accepted as chromite areas because of the significant geophysical indications. In slope steps in the open pit area, high reflection surfaces were observed along several lines and at different depths. On the other hand, the presence of highly reflective surfaces at depths of about 10m in the lower and upper flats in the open pit was identified along the many lines. In the lower flat of the open pit, it is firstly necessary to confirm by excavation whether chromite is present at the high reflectivity surface determined at a depth of 10-20m along the second parallel line. Once the chromite presence has been identified, the excavations firstly must be done in this area and in the upper flat of the open pit.

Keywords

• Eskigedik-Kızılçayır,Ovacık,Tunceli,geology,chromite,ground penetrating radar

References

1. Akdoğan, N., 2003. Arz madencilik Osmaniye krom cevheri ruhsat alanı. Mikrogravimetrik Yöntem Uygulaması., http://www.belgeler.com/blg/2r6u/kromda gravite-yontemi-ile-yapilan-jeofizik-calisma-raporu#
2. Annan, A.P., Waller, W.M., Strangway, D.W., Rossiter, J.R., Redman, J.D., Watts, R.D., 1975. The electromagnetic response of a low-loss, 2-layer, dielectric earth for horizontal electric dipole excitation. Geophysics, 40(2): 285-298.
3. Bristow, C.S., Jol, H.M., 2003. An introduction to ground penetrating radar (GPR) in sediments. Geological Society, London, Special Publications, 211:1-7.
4. Çataklı, A., 2003. Sığ yer altının görüntülenmesinde yer radarı yöntemi. Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
5. Çimen, O., Öztüfekçi-Önal, A., Toksoy-Köksal, F., Aktağ, A., Önal, A., 2014a. Preliminary data on the geochemistry of the chromites from Tunceli (Eastern-Anatolia). VI. Geochemistry Symposium with International Participation, Mersin, 14-17 Mayıs.
6. Çimen, O., Sayıt, K., Göncüoğlu, M.C., Öztüfekçi-Önal, A., Aktağ, A., 2014b. MORB- and SSZ-type mafic rocks from the eastern part of the Ankara-Erzincan-Sevan-Akera Suture Belt: Preliminary geochemical data. Goldschmidt, California, USA.
7. Çimen, O., Toksoy Köksal, F., Öztüfekçi-Önal, A., Aktağ, A., 2016. Depleted to refertilized mantle peridotites hosting chromitites within the Tunceli ophiolite, Eastern Anatolia (Turkey): Insights on the back arc origin. Ofioliti, 41(1):1-20.
8. Daniels, D.J., 2004. Ground penetrating radar 2nd Edition. Sonar, Navigation and Avionics Series, London, United Kingdom.

9. Günay, K., Çolakoğlu., A.R., 2011. Doğu Türkiye (Van Bölgesi) krom cevherlerinin jeokimyasal özellikleri ve platin grubu element (PGE) içerikleri. Türkiye Jeoloji Bülteni, 54(1-2):1-24.
10. Jol, H.M., 2009. Ground Penetrating Radar Theory and Applications. Elsevier, eBook ISBN: 9780080951843, 544s.
11. Kınalıbalaban, B., Beyhan, G., Karavul, C., 2013. Sofalıca bölgesi (Gaziantep) krom madeni üzerinde mikrogravite anomalilerinin normalize tam gradyent ve doğrusal olmayan ters çözümle modellenmesi. Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 17(2):247-255.
12. Kospiri, A., Kosho, P., Vukzaj, N., 1999. Case Histories of the Application of Geophysical Methods to Chromite Exploration in the Balkans. Second Balkan Geophysical Congress and Exhibition, İstanbul, July 5-9.
13. Kurt B.B., Kadıoğlu, S., Ekincioğlu, E.E., 2009. Yer radarı yöntemi ile gömülü boruların konum, büyüklük ve fiziksel özellikleri ile belirlenmesi. Hacettepe Üniversitesi Yerbilimleri Uygulama ve Araştırma Merkezi Dergisi, Yerbilimleri, 30(1):45–57.
14. Leucci, G., Negri, S., 2006. Use of ground penetrating radar to map subsurface archaeological features in an urban area. Journal of Archaeological Science, 33: 502-512.
15. Öztüfekçi Önal, A., Toksoy Köksal, F., Çimen, O., Önal A., Aktağ, A., 2015. Tunceli ili Krom Yataklarının Petrojenetik Özellikleri. Tunceli Üniversitesi MFTUB013-09 No’lu Bilimsel Araştırma Projesi, Final Raporu, 59s, Tunceli.
16. Öztürk, A., Baykal, A., 2012. Hatıp-Çayırbağı (Meram-Konya) Bölgesinde yüzeylenen ofiyolitik kayaçlarda jeofizik yöntemlerle ağır ve kıymetli metal aranması. Selçuk Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 27(4):149-167.
17. Sumi, F., 1961. The induced polarisition method in ore investigation. Geophysical Prospecting, 9(3):459-477. Ulriksen, P.F., 1982. Application of Impulse Radar to Civil Engineering. Ph.D. Thesis, Lun Univ. Of Technology, Lund, Sweden.
18. URL-1, http://www.mta.gov.tr/v3.0/bilgi-merkezi/krom
19. Voutetakis, S.K., 1970. Reserve Remanent Magnetisation of Chromite of Mt. Vourinos (Kozani) Northern Greece. Geological and geophysical research Vol.XV No 1 Athens.
20. William K. M., Mandal A., Sharma S. P., Gupta S., and Misra S., 2011. Integrated geological and geophysical studies for delineation of chromite deposits: A case study from Tangarparha, Orissa, India. Geophysics, 76(5):B173-B185.
21. Yalçıner, C.Ç., 2009. Investigation of buried objects with Ground Penetrating Radar: Application to archaeoseismology and palaeoseismology in the Büyük Menderes Graben (Turkey). PhD Thesis, University of Strasbourg.
22. Yalçıner, C.Ç., Bano, M., Kadıoğlu, M., Karabacak, V., Meghraoui, M., Altunel, E., 2009. New temple discovery at the archaeological site of Nysa (western Turkey) using GPR method. Journal of Archaeological Science, 36:1680-1689.
23. Yalçıner, C.Ç., Gündoğdu, E., 2011. Yeraltı Radarı (GPR) Yöntemiyle Krom Cevherinin Yüzde Değerinin Tespiti. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, XXIV(2):85-100.
24. Yungul, S., 1956. Prospecting for chromite with gravimeter and magnetometer over rugged topography in east Turkey. Geophysics, 21(2):433-454.
25. Zhou, M.F., Robinson, P.T., 1997. Origin and tectonic environment of podiform chromite deposits. Economic Geology, 92:259-262.