A Confocal Raman Spectroscopy Study in Ore and Skarn Minerals: Dumluca Iron Ore Deposit, Sivas, Turkey

Year 2016, Volume: 37 Issue: 3, 203 - 216, 19.01.2017

Ceyda Öztürk

Abstract

Dumluca iron ore deposit is formed in the contact between serpentinites of Güneş Ophiolite and mafic and felsic intrusive rocks of Dumluca Pluton which intrude into serpentinites. Main ore mineral is magnetite. According to systematic sampling of ore deposit, in closer parts to the intrusion, distinct differences in mineral paragenesis have been determined using Confocal Raman Spectroscopy data. In distant parts of the contact, chromite and magnetite are formed within serpentinites whereas in the parts closer to contact, chromite disappears and magnetite becomes the dominant ore in contact. Ore samples from the contact consist of magnetite, hematite, pyrite, chalcopyrite, goethite, marcasite and pyrotine according to ore microscopy studies. Magnetite is the main ore mineral and martite formation occur along the cracks and edges. Anhedral pyrite occurrences can be seen within some magnetites. Also younger pyrite formations in pores and cracks can be seen and they also partly tranformed into marcasite. Chalcopyrites are anhedral and partly transformed into goethite and covelline. Marcasites are found in the edges of pyrites as transformation products. Confocal Raman Spectroscopy studies performed on ore samples shows that “Dumluca iron ore deposit” is mainly composed of magnetite (668.81 cm-1), hematite (1309.33 cm-1, 406.43 cm-1, 606.32 cm-1), goethite (411.76 cm-1, 535.12 cm-1) and pyrite (378.89 cm-1, 342.7 cm-1, 983.2 cm-1) as ore minerals. Beside ore minerals, characteristic skarn zone mineral paragenesis diopside (682.24 cm-1, 1033.68 cm-1), actinolite (671.12 cm-1, 1062.3 cm-1) and biotite-phylogopite (678.16 cm-1, 572.33 cm-1) has been identified. Within ore minerals, transformation of magnetite to hematite and hematite to goethite has been figured both in Raman studies and polished section investigations. Also transformation of diopside to tremolite/biotite (±phylogopite) has been identified. Moreover, serpentine mineral type has been identified as chrysotile (387.53 cm-1, 690.46 cm-1) and effect of carbonitization has been figured in Raman studies.

Keywords

Dumluca iron ore deposit, Dumluca pluton, Gunes ophiolite, Confocal Raman Spectroscopy, magnetite

Cevher ve Skarn Minerallerinde Yapılan Bir Konfokal Raman Spektroskopisi Çalışması: Dumluca Demir Yatağı (Divriği, Sivas, Türkiye)

Abstract

Dumluca demir yatağı, Güneş Ofiyoliti’ne ait
serpantinitler ile, serpantinitleri kesen mafik ve felsik intrüzif kayalardan
oluşan Dumluca Plütonu arasındaki dokanakta yer almaktadır. Yatakta gözlenen
ana cevher minerali manyetittir. Yapılan sistematik örnekleme sonucu,
intrüzyona yaklaşıldıkça, cevher mikroskobisi ve Konfokal Raman Spektroskopisi
verilerine bağlı olarak mineral parajenezinde belirgin farklılıklar
saptanmıştır. Yatağın dokanağa uzak kısımlarında serpantinite bağlı kromit ve
manyetit oluşumları gözlenirken, dokanağa yaklaştıkça kromitin yok olduğu, buna
karşın manyetitin baskın cevher minerali olarak gözlendiği belirlenmiştir.
Özellikle dokanaktan alınan cevher örneklerinde yapılan cevher mikroskobisi
çalışmalarında manyetit, hematit, pirit, kalkopirit, götit, markazit ve pirotin
mineralleri saptanmıştır. Ana cevher minerali olarak gözlenen manyetitler,
kenar ve çatlakları boyunca yer yer martitleşmiştir. Bazı manyetitler
içerisinde özşekilsiz pirit taneleri gözlenmiştir. Boşluk ve çatlaklarda daha
genç oluşumlu piritler izlenmiş olup bunlar da yer yer markazite dönüşmüştür.
Kalkopiritler özşekilsiz olup kısmen götit ve kovelline dönüşmüştür.
Markazitler, piritlerin dönüşüm ürünleri olarak piritlerin kenarlarında
gözlenmektedir. Cevher içeren örneklerde yapılan Konfokal Raman Spektroskopi
çalışmalarına göre, Dumluca demir yatağında cevher minerali olarak manyetit
(668 cm^-1), hematit (1309 cm^-1, 406 cm^-1, 606
cm^-1), götit (411 cm^-1, 535 cm^-1) ve pirit
(378 cm^-1, 342 cm^-1, 983 cm^-1) mineralleri yer
almaktadır. Cevher ile birlikte skarn zonlarına özgü diyopsit (682.24 cm^-1,
1033.68 cm^-1), aktinolit (671 cm^-1, 1062 cm^-1)
ve biyotit-flogopit (678 cm^-1, 572 cm^-1) mineral
parajenezi saptanmıştır. Skarn mineral parajenezinde yer alan diyopsit
minerallerinin tremolit ve biyotit (±flogopit) minerallerine dönüştükleri,
ayrıca serpantinitlerin ise genel olarak krizotil (387 cm^-1, 690 cm-^-1)
minerallerinden oluştuğu ve serpantinleşme sürecine karbonatlaşma sürecinin
eşlik ettiği saptanmıştır. Özellikle intrüzyona yakın kesimlerde manyetit-hematit
ve götit dönüşümleri, Konfokal Raman Spektroskopisi kullanılarak belirgin bir
biçimde saptanmıştır.

Keywords

Dumluca demir yatağı, Dumluca Plütonu, Güneş Ofiyoliti, Konfokal Raman Spektroskopisi, manyetit

References

• Akçe, M. A., 2010. Yozgat İntrüzif Kompleksinin jeolojisi, petrolojisi ve Orta Anadolu Kristalen Karmaşığındaki zamansal ve mekansal Konumu. Doktora Tezi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Bayhan, H., 1980. Güneş-Soğucak (Divriği-Sivas) yöresinin jeolojik, mineralojik, petrografik-petrolojik ve metalojenik incelenmesi. Doktora Tezi, Hacettepe Üniversitesi, Yerbilimleri Enstitüsü, Ankara (yayınlanmamış).
• Bayhan, H. ve Baysal, O., 1982. Güneş-Soğucak (Divriği-Sivas) yöresinin petrografik-petrolojik incelenmesi. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 25, 1-13.
• Bottke, H., 1981. Lagerstättenkunde des Eisens: Verlag Glückauf GmbH, 202 s., Essen.
• Bozkurt, M. R., 1974. Dumluca Köyü (Sivas) Ni-Co-Bi mineralizasyonunun metalojenik ve yakın yöresinin petrografik etüdü. Doktora Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon (yayınlanmamış).
• Bozkurt, M.R., 1980. Divriği demir madenleri cevher minerallerinin incelenişi ve oluşumu. Doçentlik Tezi, Eskişehir.
• Boztuğ, D., 1998a. Orta Anadolu çarpışma intrüzifleri. Ofiyolit-Granitoyid İlişkisiyle Gelişen Demir Yatakları Sempozyumu, Sivas, Bildiriler kitabı s. 19-37.
• Boztuğ, D., 1998b. Post-collisional Central Anatolian Alkaline Plutonism, Turkey. Turkish Journal of Earth Sciences, 7, 145-165.
• Boztuğ, D. and Harlavan, Y., 2007. K-Ar ages of granitoids unravel the stages of Neo-Tethyan convergence in the eastern Pontides and central Anatolia, Turkey. International Journal of Earth Sciences, 97, 585-599.
• Boztuğ, D., Harlavan, Y., Arehart, G.B., Satır, M. and Avcı, N., 2007. K–Ar age, whole-rock and isotope geochemistry of A-type granitoids in the Divrigi–Sivas region, Easterncentral Anatolia, Turkey. Lithos, 97, 193-218.