Kayseri-Yahyalı-Karaköy, Karaçat Demir Yatağının Maden Jeolojisi

Öz

Karaçat demir yatağı ve çevresinde, Toridler tektonik birliği içinde yer alan Geyikdağı birliğine özgü; Emirgazi formasyonu Prekambriyen , Zabuk formasyonu Alt Kambriyen , Değirmentaş formasyonu Orta Kambriyen ve Armutludere formasyonu Ordovisiyen litolojileri yüzeyler. Yatakta, şu anki konumu ile cevher ve yan kayaçlar Zabuk formasyonu, Değirmentaş formasyonu ve Armutludere formasyonu tektonik ilişkilidir. Cevherleşme sonrası gelişen faylar, yatağı yüzeye taşımış ve özellikle bu zonlarda gelişen karstlaşma ve yüzeysel etkileşimlerin, büyük bir çoğunlukla sideritleri ve demir minerallerini limonit ve götite dönüştürdüğü saptanmıştır. Bu şekilde bir ölçüde demir bakımından zenginleşen seviyeler, bugün işletmeye hammadde oluşturmaktadır. Yatak yaklaşık 25 milyon ton görünür + muhtemel bir rezerve sahiptir. Cevher, genelde hematit ve götitten oluşmakta olup, büyük bir bölümü ile siderit dönüşüm ürünü şeklinde izlenmektedir. Cevher örneklerinde ayrıca, sideritlere eşlik eden pirit ve limonit-götitler ile hematitlere eşlik eden pirit, piroluzit ve psilomelan grubu mangan mineralleri, limonit-götit, rutil ve anataz ile karbonat mineralleri saptanmıştır. Limonitler içinde kapanımlar halinde ya da boşluklarda mangan mineralleri ve rutil-anataz ile boşluklarda özşekilli piritler de gözlenmiştir. Ana bileşenler olarak, sideritler n=5 ; % 53,41-78,51 Fe2O3 toplam demir , % 2,45-6,08 CaO, % 0,02-8,92 SiO2, % 0,68-1,10 MnO; hematitler n=2 ; % 77,17-84,33 Fe2O3 toplam demir , % 6,80-8,61 SiO2, % 0,36-2,19 CaO, %1,37-1,49 MnO ve limonit-götitler ise n=2 ; % 77,73-79,53 Fe2O3 toplam demir , % 6,20-7,85 CaO, % 0,52-3,59 SiO2, % 1,01-1,15 MnO içermektedir. Karaçat demir yatağının kuzeybatısında, Prekambriyen yaşlı Emirgazi formasyonu içinde sideritlerle ardalanan veya yanal geçişli bazik volkanit örneklerinde, fuksit ve viridian Cr2O3.2H2O mineralleri belirlenmiş ve bu birimin, Attepe demir yatağı yankayaçları ile aynı litokimyasal özellikler sergilediği saptanmıştır. Bekirhacılı köyünün uzak güneyinde ise, Prekambriyen yaşlı Emirgazi formasyonu içerisinde yer alan metakumtaşı-kiltaşlarını kesen diyabaz daykının varlığı bu çalışma ile özgünlük kazanmaktadır. Anılan dayklarda yapılan jeokimyasal çalışmalarda 3200 ppm’e varan Cr2O3 içeriği saptanmıştır. Ayrıca yapılan cevher mikroskobisi çalışmalarında da kromit minerali belirlenmiştir. Bu beklenenden daha yüksek Cr içeriği, dikkate değerdir. Ayrıca, yerli mostralarına rastlanılmamış olsa dahi, bazik volkanit spilit parçaları da bu lokalitenin çok yakın güneydoğusunda gözlemlenmektedir. Aynı zamanda Bekirhacılı köyünün yakın güneyinde Prekambriyen yaşlı Emirgazi formasyonu içerisinde yer alan volkanit ara katkılı metatortullar da bu çalışma çatısında ortaya konulmuştur. Bu metatortullar içerisinde yer alan polijenik konglomera veya polijenik kaba kumtaşlarında gözlenen bazik volkanik kayaç parçaları spilit , jeokimyasal çalışmalarla da yüksek Cr içeriği ile 418 ppm’e kadar desteklenmektedir. Bu özgün sonuç; bölgede daha önceleri Prekambriyen yaşlı Emirgazi formasyonu içerisinde rastlanmış bulunan asit ve ortaç volkanik kayaçlara, bazik volkanik kayaçların da eşlik etmesi nedeniyle bimodal volkanizma gerek kökensel, gerekse de bölgenin jeolojisinin açınımı açısından, anlam taşımaktadır. Bu koşullarda, tüm çalışma bölgede yapılan eski çalışmalar ile birlikte yorumlandığında; Yahyalı Kayseri -Mansurlu Feke-Adana bölgesi demir yataklarının; Prekambriyen yaşlı, rift kökenli volkaniksinsedimanter veya ekselatif sedimanter kökenli demir yatakları ile yakın akrabalıkları güncellik kazanmaktadır. Prekambriyen yaşlı ana yatak ve zuhurlardan, daha genç birimler içerisine kimyasal sedimantasyon yolu ile Fe elementinin taşınması göçü , metamorfizma ve geç evre kıvrılma-kırılma tektoniği, yatakların veya Fe elementinin zayıf zonlara hareket veya mobilizasyonları, madde alışverişleri metazomatizmaları ve yatakların yüzeylenerek karstlaşmaları sonucu son güncel şekillerini almaları, daha geç evre, mekan ve aşamaları karakterize etmektedir. Böylelikle, Karaçat demir yatağı, Prekambriyen yaşındaki muhtemel birincil demir yataklarından taşınarak oluşmuş ve deforme olmuş yatak türünü temsil etmektedir. Bu bağlamda, Prekambriyen yaşlı birimlerin bundan sonra yapılacak çalışmalarda detaylı biçimde araştırılmaları, bu çalışma çatısında, özellikle önerilmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Kayseri
• Yahyalı
• Karaçat Demir Yatağı
• Volkanik-Sinsedimanter Tip
• Maden Jeolojisi.

Mining Geology of Karaçat Iron Deposit, Karaköy, Yahyalı, Kayseri - Türkiye

Öz

The lithologies of Emirgazi formation Precambrian , Zabuk formation Lower Cambrian , Değirmentaş formation Middle Cambrian and Armutludere formation Ordovisian which belong to Geyikdağ unit located in Tauride tectonic unit crop out at and around of Karaçat iron deposit. According to actual position, the contact between deposit and host rocks of Zabuk, Değirmentaş and Armutludere formations is tectonically controlled. Post-mineralisation faults caused the deposit to expose. Karstification and weathering developed at contact zones, caused alterations from siderites and iron oxides to limonites and goethites. As a result of above mentioned processes partly enriched iron levels formed raw material for explotation. The deposit has a reserve of 25 millions tons of proven and probable category. Ore mineralizations consist of hematites and goethites which are mostly alteration products of siderites. In addition to siderites, pyrite and limonites-goethites accompany to them and pyrite, pyrolusite and psilomelane, limonite goethite , rutile, anatase and carbonate minerals are observed together with hematites. In addition, manganese minerals and rutile-anatase occur in either as inclusions or fillings in limonites and euhedral pyrites take place in the cavities of limonites. According to chemical analyses, siderites n=5 ; contain 53,41-78,51 % Fe2O3 total iron , 2,45- 6,08 % CaO, 0,02- 8,92 % SiO2, 0,68-1,10 % MnO; hematites n=2 ; 77,17-84,33 % Fe2O3 total iron , 6,80-8,61 % SiO2, 0,36-2,19 % CaO, 1,37-1,49 % MnO and limonites – goethites n=2 ;77,73-79,53 % Fe2O3 total iron , 6,20-7,85 % CaO, 0,52-3,59 % SiO2, 1,01-1,15 % MnO. At the northwestern part of Karaçat iron ore deposits, fuchsite and viridian Cr2O3.2H2O minerals have been detected in the basic volcanic samples intercalated with siderites of Precambrian aged Emirgazi formation and these basic volcanic rocks carry the same lithochemical signatures like the ones determined on the country rocks of Attepe iron ore deposit. The presence of diabase dykes intersecting metasandstone-claystone rocks of Precambrian aged Emirgazi formation which is located in far southern part of Bekirhacılı village have been detected in the context of this study. Geochemical analyses of these dykes indicated Cr2O3 values of up to 3200 ppm. Due to ore microscopic studies, chromite minerals are also determined. The high Cr2O3 value attracts attention. Apart from this data, although no outcrop has been found, some basic volcanic rock fragments are observed in the close vicinity of southeastern part of this location. Metasedimentary rocks interlayered with volcanics of Precambrian aged Emirgazi formation located at the southern part of Bekirhacılı village have been found within the framework of this study. Basic volcanic rock fragments spilites observed in polygenic conglomerate or polygenic coarse grained sandstone of these metasedimentary sequence supported by high Cr values 418 ppm . Apart from acidic and intermediate volcanic rocks which are previously found in Precambrian aged Emirgazi formation, basic volcanic rocks bimodal volcanism have recently been found out. This peculiar result is curicial in terms of genesis and regional geology. When interpreted together with previous studies, it can be concluded that iron deposits at Yahyalı Kayseri and Mansurlu Feke-Adana districts are closely associated with volcanic syn-sedimentary or exhalative sedimentary iron ore deposits. The late stage processes and phases are characterized by 1 chemical migration of Fe from Precambrian aged deposits and occurrences to the younger units, 2 metamorphism and late stage folding and fault tectonics, 3 migration of Fe-bearing fluids into permeable zones, 4 metasomatism, and 5 karstification. Therefore, Karaçat iron ore deposit is inferred to represent the formation of migration from Precambrian aged probably primary iron deposits and deformed ones. Thus, Precambrian lithologies seems to be extremely important to form a basis for further exploration studies.

Anahtar Kelimeler

• Kayseri
• Yahyalı
• Karaçat Iron Deposit
• Volcanic Syn-sedimentary Type
• Mining Geology.

Kaynakça

1. Arda, N., Tiringa, D., Ateşçi, B., Akça, A. ve Tufan, E. 2008. Yahyalı (Kayseri)-Mansurlu (FekeAdana) Yöresi Demir Sahaları Maden Jeolojisi Ara Raporu. MTA Rap. No: 44437, 75 s., Ankara (yayınlanmamış).
2. Ayhan, A. ve İplikçi, E. 1980. Adana İline Bağlı Kozan-Feke Saimbeyli Dolayının Jeoloji Raporu. MTA Derleme No: 6737, Ankara (yayınlanmamış).
3. Çolakoğlu, A. R. ve Kuru, S. G. 2002. Attepe Demir Yatağı’nda Jeotermometrik Ölçüm Çalışmaları. MTA Dergisi, 125; 1-11.
4. Dağlıoğlu, C. 1990. T.D.Ç.İ Genel Müdürlüğü Adına Adana-Feke-Mansurlu Çevresinde İR:1704, AR:1544, İR:1660, İR:1662 Ruhsat Alanlarında Yapılan Etüt ve Arama Çalışmaları Jeoloji Raporu. MTA Derleme No: 8910, Ankara (yayınlanmamış).
5. Dağlıoğlu, C. ve Bahçeci, A. 1992. Adana-FekeMansurlu TDÇİ Ruhsat Sahalarının (Attepe, Koruyeri (Mağarabeli)) Değerlendirme Raporu. MTA Derleme No: 9339, Ankara (yayınlanmamış).
6. Dağlıoğlu, C., Bahçeci, A. ve Akça, İ. 1998. Attepe, Koruyeri (Mağarabeli), Hanyeri Batısı (TDÇİ Genel Müdürlüğüne Ait) Demir Madenlerinin Değerlendirme Raporu. MTA Derleme No: 10101, Ankara (yayınlanmamış).
7. Dayan, S. 2007. Adana-Mansurlu Attepe Civarındaki Demir Yataklarının Jeolojik, Petrografik ve Yapısal Özelliklerinin İncelenmesi. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, 125 s., Ankara (yayınlanmamış).
8. Dayan, S., Ünlü, T. ve Sayılı, İ.S. 2008. AdanaMansurlu Attepe Demir Yatağı’nın Maden Jeolojisi. Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 32 (2); 1-44.

9. Demirtaşlı, E. 1967. Pınarbaşı-Sarız-Mağara Civarının Jeoloji Raporu. MTA Enst. Raporu, Rap. No: 1935, 129 s., Ankara (yayınlanmamış).
10. Gürsu, S. and Göncüoğlu, M.C. 2005. Early Cambrian back-arc volcanism in the western Taurides, Turkey: implications for rifting along the northern Gondwanan magrin. Geol. Mag., 142 (5); 617-631.
11. Gürsu, S. 2008. Petrogenetic and Tectonic Significance of Rift-Related Pre–Early Cambrian Mafic Dikes, Central Taurides, Turkey. International Geology Review, 50; 895–913.
12. Henden, İ., Önder, E. ve Yurt, M.Z. 1978. AdanaKayseri, Mansurlu-Karaköy (Attepe, Elmadağ Beli, Kızıl Mevkii, Menteşdere, Uyuzpınarı) Demir Madenleri Jeoloji ve Rezerv Raporu. MTA Derleme Arşivi Rap. No: 6394, Ankara (yayınlanmamış).
13. Henden, İ. ve Önder, E. 1980. Attepe (Mansurlu) Demir Madeni’nin Jeolojisi. TJK Bülteni, 23 (1); 153-163.
14. Ketin, İ. 1966. Anadolu’nun Tektonik Birlikleri. MTA Dergisi, 66; 20-35.
15. Küpeli, Ş. 1986. Attepe (Mansurlu-Feke) Yöresinin Demir Yatakları. Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, 111 s., Konya (yayınlanmamış).
16. Küpeli, Ş. 1991. Attepe (Mansurlu-Feke) Yöresi Demir Yataklarının Jeolojik, Petrografik ve Jenetik İncelemesi. Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, 227 s., Konya (yayınlanmamış).
17. Küpeli, Ş., Ayhan, A., Karadağ, M. M., Arık, F., Döyen, A. ve Zedef, V. 2006. Attepe (FekeAdana) Demir Yataklarındaki Siderit Mineralizasyonunun C, O, S ve Sr İzotop Çalışmaları ve Jenetik Bulgular. JMO 59. Türkiye Jeoloji Kurultayı Bildiri Özleri Kitabı, 143-144, Ankara.
18. Metin, S., Papak, İ., Keskin, H., Özsoy, İ., Polat, N., Altun, İ., Haznedar, H., Karabalık N. ve Konuk, O. 1982. Tufanbeyli-Sarız-Göksun ve Saimbeyli Arasının Jeolojisi (Doğu Toroslar). MTA Enst. Raporu, Rap no: 7129, 123 s., Ankara (yayınlanmamış).
19. Metin, S. 1984. Doğu Toroslarda Derebaşı (Develi), Armutalan ve Gedikli (Saimbeyli) Köyleri Arasının Jeolojisi. İ.Ü. Müh. Mim. Fak. Yerbilimleri Dergisi, 4 (1-2); 45-66.
20. Özgül, N., Metin, S. ve Dean W. T. 1972. Doğu Toroslar’da Tufanbeyli İlçesi (Adana) Dolayının Alt Paleozoyik Stratigrafisi ve Faunası. MTA Enst. Derg., 79, 9-17.
21. Özgül, N., Metin, S., Göğer, E., Bingöl, İ., Baydar, O. ve Erdoğan, B. 1973. Tufanbeyli Dolayının (Doğu Toroslar, Adana) Kambriyen-Tersiyer Kayaları. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 16; 39-52.
22. Özgül, N. 1976. Torosların Bazı Temel Jeoloji Özellikleri. TJK Bülteni, 19 (1); 65-78.
23. Özgül, N. ve Kozlu, H. 2002. Kozan-Feke (Doğu Toroslar) Yöresinin Stratigrafisi ve Yapısal Konumu ile İlgili Bulgular. TPJD Bülteni, 14 (1); 1-36.
24. Özgül, N. 2006. Toroslar’ın Paleozoyik Yaşta Bazı Kaya Stratigrafi Birimleri. Stratigrafi Komitesi 6. Çalıştayı (Toros Kuşağı ve Güneydoğu Anadolu Bölgesi PrekambriyenPaleozoyik Kaya Birimlerinin Litostratigrafi Adlamaları) Bildiri Özleri, 1-8, Ankara.
25. Schmidt, G. 1960. Columnar surface section East of Cudi Dağ-Harbol area (Mobil Exploration Mediterranean İnc.: TPAO Arama Grubu, Arşiv No: 575)
26. Schmidt, G. 1965. Proposed rock unit nomenclature, Petroleum District V, SE-Turkey (autochthonous terrain). Chart 1, Stratigraphic Committee, Turkish Associatiation of Petroleum Geologists, Ankara.
27. Sun, S. S. and McDonough, W. F. 1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and process. In Magmatism in Ocean Basins (eds A. D. Saunders and M. J. Norry), Geological Society of London, Special Publications, 42; 313-45.
28. Tekeli, O. ve Erler, A. 1980. Aladağ Ofiyolit Dizisindeki Diyabaz Dayklarının Kökeni. TJK Bülteni, 23 (1); 15-20.
29. Tiringa, D. 2009. Kayseri-Yahyalı-Karaköy, Karaçat Demir Yatağının Maden Jeolojisi. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, 139 s., Ankara (yayınlanmamış).
30. Ünlü, T. ve Stendal, H. 1986. Divriği Bölgesi Demir Yataklarının Element Korelasyonu ve Jeokimyası (Orta Anadolu-Türkiye). TMMOB Jeoloji Mühendisleri Odası