Şarkikaraağaç (Isparta) ve Hüyük (Konya) bölgelerindeki barit ve sülfitli barit cevherinin karbonatlı yan kayaçlarının mineralojik ve jeokimyasal özellikleri
Mineralogical and geochemical characteristics of carbonate host rocks of barite and sulfide bearing barites in the Sarkikaraagac (Isparta) and Huyuk (Konya) regions
Yazar: BEYZA KARAKOÇ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ OYA CENGİZ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Şarkikaraağaç (Isparta) ve Hüyük (Konya) arasındaki farklı lokasyonlardaki barit ve sülfitli barit cevherleşmesinin karbonatlı yan kayaçlarının mineralojik ve jeokimyasal özelikleri incelenmiştir. Cevherin karbonatlı yan kayaçları, Orta Toroslar'da Sultandağ Masifindeki Geyikdağı Birliği içerisinde yer almaktadır. Çalışma sahasındaki barit cevherleşmesinin karbonatlı yan kayaçları kireçtaşı ve kalkşist bileşiminde olup, Kambriyen-Devoniyen yaş aralığındadır. Cevher, bu kayaçların içerisinde stratiform, damar ve mercek şekillerinde bulunur. 

Kireçtaşı genellikle mikritik dokulu, yer yer sparlaşmış, yer yer silisleşmiş ve öz şekilli-yarı öz şekilli kuvars içeriklidir. Kireçtaşı içerisinde birincil kalsitler barit yerleşiminden önce gelişmiş yarı öz şekilli ve öz şekilsiz kristaller şeklinde, ikincil kalsitler de bariti kesen damarlar olarak gözlenir. Kalkşist yönlenmeli muskovit, silis damarları, sparkalsitler, küçük kristalli barit ve öz şekilli opak mineraller içerir.

Barit porfiroblastik dokulu, bireysel taneli ve öz şekilli-yarı öz şekilli-öz şekilsiz küçük taneler şeklinde olmak üzere iki evreli olarak gözlenir. Baritteki polisentetik ikizlenme, yönlenme ve dalgalı yanma sönme cevherleşmenin tektonizmanın etkisinde kaldığının bir göstergesidir.

Çalışma sahasındaki farklı cevherleşme lokasyonlarından cevherin yan kayaçlarından alınan kireçtaşı, kalkşist numunelerinin majör oksit içerikleri; saf kireçtaşı için % 52.80-54.60 CaO, % 0.86-3.26 SiO2, kalkşist için % 48.30-49.20 CaO, % 8.92-9.89 SiO2, % 1.23 ile %1.62 Al2O3 arasında değişmektedir. Cevher bulunduran kireçtaşı numuneleri % 27.50-51.70 CaO, % 3.19-31.85 BaO ve % 0.87-3.06 SiO2 bulundurur. Cevherli kalkşist numuneleri % 26.11 BaO, % 21.70 SiO2, % 18.50 CaO içermektedir. Silisli kireçtaşı numuneleri de % 37.30-40.60 CaO, % 21.70-29.70 SiO2, % 0.39-2.71 BaO arasında değerler kapsar. Ba ve Sr içerikleri sırasıyla kireçtaşı numuneleri 81-3697 ppm, 217.3-838 ppm arasında, kalkşist numuneleri 532-1309 ppm ve 226.3-285.1 ppm arasındadır. 

Karbonat kayaç numunelerinin δ18O izotop değerleri Hüyük sahasında ‰ 16.9-‰23.5, Şarkikaraağaç sahasında ‰ 16.0 ile ‰ 18.2 arasındadır. Bu sahalardaki karbonatlı yan kayaç numunelerinin δ18O izotop oranları da, ağır izotop bakımından zengin pozitif bileşime sahiptir. Şarkikaraağaç sahasındaki karbonatlı yan kayaç numunelerinin δ18O izotop bileşimleri, Hüyük sahasındaki karbonatlı yan kayaç numunelerinin oksijen izotop bileşimlerinden daha hafif izotop bakımından zengin bileşime sahiptir. 

Karbonatlı yan kayaç numunelerinin δ13C izotop oranları, Hüyük sahasında ‰-3.4 ile ‰ 1.00, Şarkikaraağaç sahasında, ‰ -1.7 ile ‰ 1.1 arasında değişmektedir. Her iki sahadaki karbonatlı yan kayaç numunelerinin C izotop değerleri, çoğunlukla sıfıra yakın ağır izotopça zengin pozitif ve daha az olarak da negatiftir. Bu değerler, denizel karbonatların O ve C izotop değerleri ile uyumludur.

Abstract:
In this study, the mineralogical and geochemical properties of the carbonate host rocks of barite and sulfide- bearing barite deposits at different locations between Şarkikaraağaç (Isparta) and Hüyük (Konya) regions were investigated. The carbonated host rocks of barite ore are located within the Geyikdağı Union of the Sultandağ Massif in the Central Taurides. The carbonate host rocks of barite mineralization in the study area are the rocks with limestone and calcschist compositions belonging to the Cambrian-Devonian age period. Barite ore is found in stratiform, vein and lens deposition styles within these rocks.

According to optical observations, limestone has generally micritic textured, sometimes spared, and silicified in places. It contains euhedral-subhedral quartz.  Primary calcites within limestone are observed as subhedral and anhedral crystals before the barite settlement, and as the veins cutting the barite in secondary calcites. Calcschist contains orientated muscovite, silica veins, sparlated calcite, small crystalline barite and euhedral opaque minerals. The barite has two phases as individual coarse grained and small grains. It has porphyroblastic textured and is observed as euhedral-subhedral-anhedral small crystals. Polysynthetic twinning, orientation and undulating burning on the barite crystals indicate that the mineralization is subjected to tectonism.

The major oxide contents of carbonate rock samples taken from different mineralization locations of the study area vary between 52.80-54.60% CaO and 0.86-3.26% SiO2 for pure limestone and 48.30-49.20% CaO, 8.92-9.89% SiO2 and 1.23-1.62% Al2O3 for calcschist. Silica limestone samples also contain values of 37.30-40.60% CaO, 21.70-29.70% SiO2, 0.39-2.71% BaO. The major oxide concentrations are 27.50-51.70% CaO, 3.19-31.85% BaO and 0.87-3.06% SiO2 for limestone samples with ore and 26.11% BaO, 21.70% SiO2, 18.50% CaO for the calcschist samples with ore. Ba and Sr have values between 81-3697 ppm, 217.3-838 ppm for limestone samples and 532-1309 ppm and 226.3-285.1 ppm for calcschist samples, respectively.

The δ18O isotope values of samples in carbonate host rocks vary between 16.9 to 23.5‰ in the Hüyük area and 16.0‰ to 18.2‰ in the Şarkikaraağaç area. The δ18O isotope ratios of the carbonated rocks in these areas have a positive composition in heavy isotope-rich. Accordingly, δ18O isotope results of carbonate host rock samples in the Sarkikaraağaç area have a lighter composition than those of carbonate host rock samples in Hüyük area.

The δ13C isotope ratios of carbonate rock samples ranged from -3.4‰ to 1.00‰ in the Hüyük area and from -1.7‰ to 1.1‰ in the Şarkikaraağaç area. The C isotope values of carbonaceous host rock samples in both areas are mostly positive and less negative in heavy isotope rich near zero. The O and C isotopic values of carbonate host rocks are in compatible with O and C isotope values of marine carbonates.