Bigadiç (Balıkesir) çevresi borat yataklarının mineralojik ve jeokimyasal incelenmesi
Mineralogical and geochemical investigations of borate deposits around Bigadiç (Balikesir)
Yazar: İSMAİL KOÇAK
Danışman: PROF. DR. ŞÜKRÜ KOÇ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Bigadiç havzası = Bigadiç basin ; Bor = Boron ; Elektromanyetik rezonans = Electromagnetic resonance ; Jeokimya = Geochemistry ; Mineraloji = Mineralogy

Özet:
Volkano-sedimanter havzasının temelinde Paleozoyik-Mesozoyik üzerine Miyosen uyumsuzlukla oturmaktadır. Miyosen yaşlı birimlerin alttan üste doğru taban volkaniti birimi, taban kireçtaşı, alt tüf birimi, alt boratlı zon, üst tüf, üst boratlı zon, bazalt ve bütün bunların uyumsuzlukla gelen genç alüvyonlar şeklinde sıralamışlardır. Bor cevherleri kiltaşı, çamurtaşı, tüf ve ince katmanlı kireçtaşı ile ardalanmalı olup, genel olarak merceksel yapılar sunarlar. Her iki cevher zonunda da kolemanit ve üleksit baskın mineraller olup, reedmergnerit (NaBSi3O8), searlesit (NaBSi2O6H2O), kalsit, kuvars, hidrohalit, analsim, montmorillonit ve illit mineralleri borat çökelimine eşlik etmektedir. Reedmergnerit ve searlesit mineralleri ilk defa bu çalışmada bulunmuştur.Bigadiç boratlarının içerdiği ana elementler bolluklarına göre Tülü örneklerinde Ca, Si, Mg, Al, Fe, S, Na, P ve Mn şeklinde, Simav örneklerinde Ca, Na, Si, Mg, S, Al, P ve Mn şeklinde, Acep örneklerinde ise Ca, Na, Si, Mg, S, Al ve Mn şeklinde sıralanmaktadır. Eser elementler açısından yerkabuğu ve andezitlerdeki ortalamalara göre Sr, Li, Se, As ve Mo haricindeki tüm eser elementlerde üç ocaktada büyük oranda azalmalar kaydedilmiştir. Eser elementlerden Sr, As, Li, Mo ve özellikle Se önemli oranda zenginleşmişlerdir. Ana ve eser elementlerin tümünün ele alındığı korelasyonlarda Tülü'de iki grup, Simav ve Acep'de 5 grup belirlenmiştir.Gerek element bollukları ve gerekse elementlerin jeokimyasal eğilimleri Tülü, Simav ve Acep ocaklarında farklılıklar göstermektedir. Bu farklılıklar beslenme rejiminde ve kaynağındaki değişiklerin etkisiyle çökelme ortamındaki fizikokimyasal şartların değişkenliğini açıklamaktadır.Sıvı kapanım çalışmalarında yüksek homojenleşme sıcaklıkları (>200°C) ölçülmüştür. Bu yüksek sıcaklık verileri hidrotermal çözeltilerin etkisiyle açıklanmıştır. Kolemanit ve üleksit minerallerinin oluşum sürecinde yüksek sıcaklıktaki çözeltiler kristallere sızma şeklinde katılarak yarı ikincil (pseudo secondary) kapanımların oluşmasını sağlamıştır.Bor örneklerinin (2CaO.3B2O3.5H2O) ESR incelemeleri kapsamında, Mn+2 manyetik merkezlerin olduğu gözlenmiştir. Örneklerin sıfır alan yarılma parametrelerinin sıfırdan büyük olmaları doğal olarak manyetizma göstermelerinin bir sonucudur.

Abstract:
Miocene placed onto Palozoik-Mesosoik of the volcano-sedimentary basin basement with discordance. The Miocene aged volcano-sedimentary sequence consists of (from bottom to top) basement volcanics, lower limestone, lower tuff, lower borate zone, upper tuff, upper borate zone, basalt and alluvion. Boron ore deposits which are intercalated with claystone, mudstone, tufa and fine layered limestone show lens shape. Colemanite and ulexite are dominant minerals at all ore zones and reedmergnerite (NaBSi3O8), searlesite (NaBSi2O6H2O), calcite, quartz, hidrohalite, analcime, montmorillonite and illite minerals are paragenesis with borates. Reedmergnerite and searlesite are found first time in this study.The major elements of Bigadiç borates contain Ca, Si, Mg, Al, Fe, S, Na, P and Mn at Tülü, Ca, Na, Si, Mg, S, Al, P and Mn at Simav, Ca, Na, Si, Mg, S, Al and Mn at Acep samples respectively. Except for Li, Mo, Sb, As, Sr and Se, concentrations of other trace elements are significantly lower than averages of earth crust and andesite at three mines. With respect to averages of earth crust and andesite, Mo, Sr, As, Li and particularly Se are significantly enriched in the Bigadiç. At corelation diagrams all major and trace elements evaluated two groups at Tülü and five groups determined at Simav and Acep. Whether elements abudances or elements geochemical trends show differences at Tülü, Simav and Acep mines. These differences can be explained with the diversity of physicochemical conditions at deposition environment by the effect of differences at recharge regime and recharge source.At fluid inclusions studies high homogeneous temperatures (>200°C) are measured. These high temperatures are explained by effects of hydrothermal solutions. At occurrence processes of colemanite and ulexite minerals high temperatured solutions supplied the formation of pseudo secondary inclusions by leaking into crystals. Magnetic features of boron samples (2CaO.3B2O3.5H2O) from Kestelek (Bursa) region were investigated. Mn+2 magnetic centers were observed in boron samples. Spectra of Mn+2 magnetic centers were measured by Electron Spin Resonance (ESR). ESR parameters were determined independently from temperature.