Gülnar-Silifke (Mersin) demir cevherleşmelerinin mineralojik ve jeokimyasal incelenmesi
Mineralogical and geochemical investigation of the Gülnar-Silifke (Mersin) iron deposits
Yazar: ALİ UZUMER
Danışman: PROF. DR. UTKU BAĞCI
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Silifke-Gülnar (Mersin) Orta Torosların güneyinde yer alan KD-GB doğrultulu bulunan demir cevherleşmeleri ve zuhurları çalışmanın konusunu oluşturmaktadır. Bu alan Türkiye tektonik birliklerinden Torit-Anatolit birliği içerisinde kalmakta olup Geyikdağı birliğine özgü; Emirgazi formasyonu (Geç Proterozoyik), (Orta-Geç Kambriyen) Çaltepe formasyonu, (Geç Kambriyen-Erken Ordovisiyen) Seydişehir formasyonu, (Geç Silüriyen-Erken Devoniyen) Karayar formasyonu, (Erken Devoniyen) Ayıtepesi formasyonu, (Erken-Orta Karbonifer) Ziyarettepe formasyonu, (Jura – Kretase) Köroğlu Tepesi ve Görbiyesdağı birliğine özgü; (Jura – Kretase) Sağkaya formasyonu litolojilerine ait yüzlekler içermektedir.
Çalışma alanı içerisinde gözlenen cevherleşmelerin tamamında hematit-götit-limonit, siderit, manyetit (muşketofit), spekülaritten oluşan cevherlerin yan kayaçlarla tektonik ilişkili olduğu gözlenmiştir. En yaygın bulunan cevher minerali hematit-götitlerin kökenlerini aydınlatmak amacıyla farklı cevherleşme alanlarından alınan örnekler üzerinde cevher mikroskobisi, detay kil, jeokimyasal analizler, sıvı kapanım ve izotop çalışmaları ile jeoistatistiksel çalışmalar yapılmıştır. Detay kil analizlerinde, sedimanter demir yataklarının belirteçlerinden demirce zengin killeri temsil eden şamozit (demir klorit)  mineralinin varlığı ortaya çıkarılmıştır.
Çalışma alanında gözlenen cevherlere ait Fe2O3 değerleri % 20-83.4 arasında değişmektedir. Çalışma alanından alınan pirit minerallerinin (δ34S ‰ VCDT) ‰ 12,4 ile 27,7 δ³⁴S izotop değerleri, sedimanter bir kökene sahip bir kaynaktan geldiğine işaret etmektedir. Yanışlı demir cevherleşme alanında demir cevherleşmesinin yanı sıra jeokimyasal, ve petrografik analizlerde tespit edilen altın, bakır gibi baz metallerin varlığı tespit edilmiştir. Yapılan 34S izotop analiz sonuçlarına göre yüksek değerlerin yanısıra düşük 2.2 34S değeri demirin dışındaki baz metallerin oluşumunda hidrotermal veya magmatik sistemlerin etkin rol oynadığı ve sülfür minerali olarak biriktiği burada değerlendirilmektedir. Kalsit örneklerinden alınan yüksek δ¹⁸O ve δ¹³C değerleri evaporit ortamları, hidrotermal çözeltiler ve denizsel ortamlar ile ilişkilidir. δ34S,  δ¹⁸O ve δ¹³C izotop sonuçlarına göre birincil kökenli demir cevherleşmeleri diyajenetik ve sin-sedimanter demir oluşumlarını göstermektedir. İkincil geç evre demir cevherleşmeleri, birincil cevherleşme sonrası KD-GB doğrultulu tektonik hat boyunca dolaşan demirce zengin hidrotermal eriyiklerin, Jura-Kretase yaşlı kireçtaşları ile etkileşimi neticesinde oluşmuştur.
Çalışma alanındaki demir cevherleşmeleri dünyadan Romanya'daki Zamora, Almanya'daki Salzgitter, Türkiye'de ise Adana-Mansurlu Havzası'ndaki Karaçat demir yatak ve zuhurları ile benzer özellikler sergilediği görülmüştür.

Abstract:
The subject of the study is the NE-SW trending iron mineralizations and occurrences in the south of the Central Taurus Mountains in Silifke-Gülnar (Mersin). This area is within the Taurite-Anatolide unit of Turkey tectonic units and contains outcrops belonging to the lithologies specific to the Geyikdağı unit; Emirgazi formation (Late Proterozoic), (Middle-Late Cambrian) Çaltepe formation, (Late Cambrian-Early Ordovician) Seydişehir formation, (Late Silurian-Early Devonian) Karayar formation, (Early Devonian) Ayıtepe formation, (Early-Middle Carboniferous) Ziyarettepe formation, (Juras-Cretaceous) Köroğlu Hill and (Juras-Cretaceous) Sağkaya formation specific to the Görbiyesdağı unit. 
In all mineralizations observed in the study area, it was observed that the ores consisting of hematite-goethite-limonite, siderite, magnetite (musketophite), specularite were tectonically related to the host rocks. In order to elucidate the origins of the most common ore mineral hematite-goethite, ore microscopy, detailed clay, geochemical analyses, fluid inclusion and isotope studies and geostatistical studies were carried out on samples taken from different mineralization areas. In detailed clay analyses, the presence of chamosite (iron chloride) mineral representing iron-rich clays, which are indicators of sedimentary iron deposits, was revealed.
The Fe2O3 values of the ores observed in the study area vary between 20-83.4%. The δ³⁴S isotope values of 12.4 and 27.7 ‰ of pyrite minerals (δ34S ‰ VCDT) taken from the study area indicate that they come from a source with a sedimentary origin. In addition to iron mineralization in the erroneous iron mineralization area, the presence of base metals such as gold and copper was determined in geochemical and petrographic analyses. According to the results of the 34S isotope analysis, in addition to the high values, the low 2.2 34S value is evaluated here as hydrothermal or magmatic systems play an active role in the formation of base metals other than iron and accumulate as sulfur minerals. The high δ¹⁸O and δ¹³C values taken from calcite samples are associated with evaporite environments, hydrothermal solutions and marine environments. According to δ34S, δ¹⁸O and δ¹³C isotope results, primary iron mineralizations indicate diagenetic and syn-sedimentary iron formations. Secondary late-stage iron mineralizations were formed as a result of the interaction of iron-rich hydrothermal solutions circulating along the NE-SW tectonic line after primary mineralization with Jurassic-Cretaceous limestones.
It was observed that the iron mineralizations in the study area exhibit similar characteristics to the Zamora iron deposits and occurrences in Romania, Salzgitter in Germany and Karaçat iron deposits and occurrences in the Adana-Mansurlu Basin in Turkey.