Balaban (Demirköy-Kırklareli) demir cevherleşmesinin jeolojisi ve oluşumu

Yıl 2024, Cilt: 6 Sayı: 6, 1 - 20, 18.12.2024

Ercan Demiyürek Hüseyin Öztürk

Öz

Balaban demir cevherleşmesi, Istranca Masifi içindedir. Istranca Masifi Permiyen’de metamorfizmaya uğramış gnays, migmatit ve metagranitlerden oluşan Veriskan bir temel ile bunu uyumsuzlukla örten ve geç Jura-erken Kretase’de yeşilşist metamorfizmasına uğramış erken Jura yaşlı çakıltaşları (Yuvarlaktepe Formasyonu), kalın kumtaşları (Gümüşalan Formasyonu) ve Toarsiyen yaşlı, oksijensiz deniz koşullarından çökelen piritli siyah şeyl ve fosfatlı şeyl içeren (Balaban Formasyonu) çökellerden oluşmaktadır. Cevherleşme, iki farklı tipte oluşmaktadır. İlki, Gümüşalan formasyonu’nun üst kesimlerinde gözlenen cevherleşme olup lepidokrosit, magnetit, pirit, pirotit, kromit, rutil, kalkopirit,sfalerit ve psilomelan minerallerini içermektedir. İkinci tip ise metakumtaşları ile siyah metaşeyller arasındaki kırık ve fay hatlarında gelişen breş dolgulu hematit cevherleşmesidir. Fe tenörü birinci tip için %2-32, ikinci tip için %6-50 arasındadır. Metakumtaşları içerisindeki birinci tip demir cevherleşmesi, Toarsiyen yaşlı siyah şeyllerdeki piritlerin oksitlenmesiyle iyon haline geçen demirin aşağı hareket ederek Gümüşalan Formasyonu’nun üst kesimlerinde kumtaşlarında oksitlenmesi sonucunda çökelme ile oluşmuştur. Bu süreç olasılıkla Üst Kretase sonrası-Orta Eosen öncesi dönemde gelişmiş olmalıdır. Bu dönemde bölgesel yükselmeye bağlı olarak piritik şeyllerin oksidasyonu gerçekleşmiş ve yeraltı sularına bağlı olarak kumtaşı içinde dolgulanmalar şeklinde demiroksit cevherleşmesi oluşmuştur. Breş dolgulu cevherleşmede 50 ppb’ye varan Au değerleri, Cu ve Fe iyonlarının derindeki yaşlı kayalardan olasılıkla Orta Eosen sonrası dönemde hidrotermal çözeltilerce söküldüğünü, bunların Gümüşalan-Balaban formasyonları arasındaki faylı dokanaklarda depolandığını göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

Istranca Masifi, Balaban Formasyonu, Kumtaşı içindeki demir cevherleşmeleri, Toarsiyen oksijensizliği

Etik Beyan

Bu çalışma, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü’nün 2021-32-13-05-1 özel kod no.lu projesi kapsamında desteklenmiştir. Gösterilen kolaylık ve destekten ötürü MTA Genel Müdürlüğü’ne, İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa (İÜ-C) Jeoloji Mühendisliği Bölümü imkânlarının kullanılmasını sağlayan Maden Yatakları-Jeokimya Anabilim Dalı Başkanlığı’na teşekkür ederiz.

Destekleyen Kurum

Bu çalışma, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü’nün 2021-32-13-05-1 özel kod no.lu projesi kapsamında desteklenmiştir.

Proje Numarası

2021-32-13-05

Teşekkür

Gösterilen kolaylık ve destekten ötürü MTA Genel Müdürlüğü’ne, İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa (İÜ-C) Jeoloji Mühendisliği Bölümü imkânlarının kullanılmasını sağlayan Maden Yatakları-Jeokimya Anabilim Dalı Başkanlığı’na teşekkür ederiz.

Kaynakça

• Arthur, M.A., Dean, W.E. 1998. Organic-matter production and preservation and evolution of anoxia in the Holocene Black Sea. Paleoceanography 13: 395–411.
• Atılgan, A. 1977. Kırklareli-Demirköy-Balaban sedimenter demir cevheri ön istikşaf raporu. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Rapor No: 6660. Ankara (yayımlanmamış).
• Ayhan, A., Dinçel, A., Tuğrul, Y. 1972. Istranca masifinin Yıldız dağları jeolojisi: Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Rapor No: 5130. Ankara (yayımlanmamış).
• Aykol, A. 1979. Kırklareli Demirköy Formasyonunun Petroloji ve Jeokimyası. İTÜ Maden Fakültesi Doçentlik Tezi, 108s, İstanbul (yayımlanmamış).
• Aykol, A., Tokel, S. 1991. The Geochemistry and Tectonic Setting of the Demirköy Pluton of the Srednogorie-Istranca Granitoid Chain, NW Turkey. Mineralogical Magazine, 55, s. 249-256.
• Bedi, Y., Ergen, A., Doğan, A., Okuyucu, C., Tekin, U. K., Tuncay, E., Kuşçu, İ., Ulusoy, E., Türkmen, Ö., Soycan, H., Demiray, G., Göncüoğlu,M.C. 2011. Istranca Kristalen Kompleksi’nin Tektonostratigrafik Özellikleri ve Bulgaristan’daki İstiflerle Karşılaştırılması: Ön Bulgular (KB Türkiye-GD Bulgaristan). 64. Türkiye Jeoloji Kurultayı, Ankara, 28-29.
• Bedi, Y., Vasilev, E., Dabovski, C., Ergen, A., Okuyucu, C., Doğan, A., Tekin, U. K., Ivanova, D., Boncheva, I., Lakova, I., Sachanski, V., Kuşçu, I., Tuncay, E., Demiray, D. G., Soycan, H., Göncüoğlu, M. C. 2013. New Age Data From the Tectonostratigraphic Units of the Istranca “Massif” in NW Turkey: a Correlation With SE Bulgaria. Geologica Carpathica 64, 255–277.
• Boccaletti, M., Manetti, P., Peccerillo, A. 1974. The Balkanides as an Instance of Back-Arcthrustbelt: Possiblerelation with the Hellenides. Geological Society America Bulletin 85, 1077-1084.
• Chen, C.C, Gong, G.C, Shiah, F.K. 2007. Hypoxia in the East China Sea: One of the largest coastal low- oxygen areas in the world. Marine Environmental Research 64(4):399-408.
• Cope, J. C. W. 1998. Discussion on estimates of the amount and rate of sea-level change across the Rhaetian– Hettangian and Pliensbachian–Toarcian boundaries (latest Triassic to Early Jurassic). J. Geol. Soc. Lond. 155, 421.
• Çağlayan, A., Yurtsever, A. 1998. Burgaz-A3, Edirne-B2 ve B-3; Burgaz-A4 ve Kırklareli-B4; Kırklareli-B5 ve B6; Kırklareli-C6 Paftaları, 1:100.000 Ölçekli Açınsama Nitelikli Türkiye Jeoloji Haritaları. No: 20, 21, 22, 23. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara.
• Demiryürek, E. 2021. Balaban (Demirköy-Kırklareli) Demir Cevherleşmesinin Jeolojisi ve Oluşumu, İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa. Doktora Tezi, 107s, İstanbul.
• Eichler, J. 1976. Origin of the Precambrian banded iron- formations. In Handbook of Strata-bound and Stratiform are Deposits (ed. K. H. Wolf), Elsevier 7, 157-197.
• Elmas, A., Yılmaz, I., Yiğitbaş, E., Ullrich, T. 2011. A Late Jurassic-Early Cretaceous metamorphic core complex Strandja Massif, NW Turkey, International Journal of Earth Science 100, 1251- 1263.
• Ercan, T., Türkecan, A., Gaılou, H., Satır, M., Sevin, D., Şaroğlu, F. 1998. Marmara Denizi çevresindeki Tersiyer volkanizmasının özellikleri, Maden Tetkik ve Arama Dergisi 120, 199-222.
• Gültekin, A. H. 1999. Şükrüpaşa Sokulumu (Dereköy- Kırklareli) ile İlişkili Cu-Mo Cevherleşmesinin Jeolojik, Mineralojik ve Kimyasal İlişkileri, Türkiye Jeoloji Bülteni 42, 1, 29-45.107: 155–169.
• Izumi, K., Miyaji, T., Tanabe, K. 2012. Early Toarcian (Early Jurassic) oceanic anoxic event recorded in the shelf deposits in the northwestern Panthalassa: Evidence from the Nishinakayama Formation in the Toyora area, west Japan. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 315-316, 100-108.
• Jenkyns, H. C. 1988. The early Toarcian (Jurassic) anoxic event: stratigraphic, sedimentary and geochemical evidence. Am. J. Sci. 288, 101–151.
• Jenkyns H. C., Clayton, C. J. 1997. Lower Jurassic epicontinental carbonates and mudstones from England and Wales: Chemostratigraphic signals and the early Toarcian anoxic event. Sedimentology 144, 687– 706.
• Jenkyns, H.C. Geczy, B, Marshall, J.D. 1991. Jurassic Manganese Carbonates of Central Europe and the Early Toarcian Anoxic Event, The Journal of Geology. V 99, p 137-149
• Jilbert, T, Slomp C.P, 2013. Iron and manganese shuttles control the formation of authigenic phosphorus minerals in the euxinic basins of the Baltic Sea. Geochim Cosmochim Acta 107: 155–169.
• Jime´nez, A. P., Jime´nez de Cisneros, C., Rivas, P. Vera, J.A. 1996. The Early Toarcian anoxic event in the westernmost Tethys (Subbetic): Paleogeographic and paleobiogeographic significance. J. Geol. 104, 399–416.
• Karacık, Z., Tüysüz, O. C. 2009. Petrogenesis of the Late Cretaceous Demirköy Igneous Complex in the NW Turkey: Implications for the magma genesis in the Strandja Zone, Lithos 117, 331.
• Moore, W.J., McKee, E. H., Akıncı, Ö. 1980. Chemistryand Chronology of Plutonic Rocks in the Pontid Mountains, Northern Turkey. European Copper Deposits Congress Book, Belgrade, 209-216.
• Mort, H.P., Slomp, C.P., Gustafsson, B.G., Andersen, T. J. 2010. Phosphorus recycling and burial in Baltic Sea sediments with contrasting redox conditions, Geochim. Cosmochim. Acta, 74 (4), 1350–1362.
• Okay, A.İ, Tüysüz, O. 1999. Tethyan sutures of northern Turkey. Geological Society, London, Special Publications 156, 475-515.
• Okay, A., Yurtsever, A. 2006. Istranca Masifinin metamorfik kaya birimleri ile metamorfizma sonrası Kretase kaya birimleri. Trakya Bölgesi Litostratigrafi Birimleri. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Stratigrafi Komitesi Litostratigrafi Birimleri Serisi-2, Ankara.
• Okay, A. İ., Satır, M., Tüysüz, O., Akyüz, S., Chen, F. 2001. The tectonics of Strandja Massif: late-Variscan and late-Mesozoic deformation and metamorphism in the northern Aegean. International Journal of Earth Sciences 90, 217-233.
• Öztürk, H., Hein, J.R. 1997. Mineralogy and stable isotopes of black shale-hosted manganese ores, Southwestern Turkey, Economic Geology, 92,1, 733-744.
• Öztürk, H., Kasapçı, C., Cansu, Z., Hanilçi, N. 2016. Geochemical characteristics of iron ore deposits in central eastern Turkey: An approach to their genesis. International Geology Review.
• Pamir, H.N., Baykal, F. 1947. Istranca Masifinin Jeolojisi.Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni 1, 7-43.
• Petránek, J., Van Houten, F. B. 1997. Phanerozoic ooidal ironstones. Czech Geological Survey Special Publications 7, 71.
• Polgári, M., Okita, P.M. Hein, J.R. 1991. Stable isotope evidence for the origin of the Úrkút manganese ore deposit, Hungary. Journal of Sedimentary Petrology 61,3, 384-393.
• Salama, W., El Aref, M. M., Gaupp, R. 2013. Mineral evolution and processes of ferruginous microbialite accretion – an example from the Middle Eocene stromatolitic and ooidal ironstones of the Bahariya Depression, Western Desert, Egypt. Geobiology 11, 15–28.
• Schneider, B. 2011. PO4 release at the sediment surface under anoxic conditions: A contribution to the eutrophication of the Baltic Sea? Oceanologia, 53, 415 – 429.
• Siyako, M. 2006. Trakya Havzası Tersiyer Kaya Birimleri, Stratigrafi Komitesi Litostratigrafi Birimleri Serisi-2, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Yayınları 43-77.
• Taner, M.F. 1981. Şükrüpaşa (Demirköy-Kırklareli) Çevresinde Jeolojik, Petrografik İnceleme ve Cevherleşme Üzerine Görüşler. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Rapor No: 1777. Ankara (yayımlanmamış).
• Taner, M.F., Çağatay, A. 1983. Istranca Masifindeki Maden Yataklarının Jeolojisi ve Mineralojisi. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni 26, 31-40.
• Ternek, Z. 1949. Geological study of the region of Keban- Korudağ. Maden Tetkik ve Arama Enstitüsü Yayını, D12, 78.
• Tiringa, D. 2019. Kırklareli-Demirköy-Balaban yöresindeki AR:201400302 (ER:3317272) no’lu IV. Grup Ruhsat Sahasına Ait Demir Madeni Buluculuk Talebine Esas Maden Jeolojisi ve Kaynak Tahmin Raporu (Maden Tetkik ve Arama), Ankara.
• TMMOB, 2015. Maden Mühendisleri Odası, Madencilik Bülteni, Türkiye’de Demir Cevheri Madenciliği, 28.
• Üşümezsoy, Ş. 1982. Petrogenetic Evolution of Strandja Massif (in Turkish). Istanbul University Faculty of Geosciences. Ph. D. Thesis.
• Üşümezsoy, Ş. 1990. Istranca Orojeni; Karadeniz Çevresi Kimmerid Orojen Kuşakları ve Masif Sülfit Yatakları, Türkiye Jeoloji Bülteni 33, 17-28.
• Yılmaz, İ., Yılmaz, Şahin, S., Aysal, N., Güngör, Y., Akgunduz, A., Bayhan, U. C. 2022. Geochronology, geochemistry and tectonic setting of the Cadomian (Ediacaran-Cambrian) magmatism in the Istranca (Strandja) Massif: New insights into magmatism along the northern margin of Gondwana in NW Turkey. Internatıonal Geology Revıew , l.64, no.17, 2456-2477.
• Young, T. P., Taylor, W. E. G. 1989. Phanerozoic ironstones. Geological Society, London, Special Publications 46, 251.
• Yurtsever, A. İmik, M., Özcan, İ., Arda, A., Çağlayan, A. 1993.Yıldız Dağları (Istranca Masifi)’nin Jeolojisi. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Rapor No: 9929. Ankara (yayımlanmamış).